中文摘要：

二氯丙醇环化是环氧氯丙烷生产的核心反应之一。该反应伴随连串副反应，工业上采用的均相混合接反应精馏的过程水耗和能耗大，选择性仍偏低，是制约清洁生产的瓶颈。本项目拟围绕构建非均相反应体系实现反应-萃取分离耦合的目标，开展二氯丙醇环化反应过程强化的基础研究采用微反应器研究主副反应动力学的基本规律，建立更接近本征的模型，阐明保证反应选择性的微观反应环境；研究二氯丙醇-环氧氯丙烷-水体系的相平衡和微分散条件下相间传质的基本规律，探究水相中电解质浓度对平衡和传质的影响，完善相关热力学方法和模型；发展基于非均相体系和微尺度分散的二氯丙醇环化反应新过程，建立微反应器内反应-萃取耦合的二氯丙醇环化反应模型化方法，深入认识耦合机制及分散尺度的影响。上述工作不仅将涉及环化、环氧化反应的共性问题并推动环氧氯丙烷生产技术的创新，还将为快速复杂反应过程的研究和强化提供理论和方法上的支持，有重要的学术意义和应用价值。

结论摘要：

发展高效的二氯丙醇环化反应技术是一项充满挑战性的任务，对实现环氧氯丙烷的清洁生产具有重要意义。本项目选择微反应器技术作为研究平台，考虑在动力学可控条件下或非均相环境中丰富过程调控的手段，围绕该任务开展二氯丙醇环化反应过程强化的基础研究。本项目的主要成果和发现包括（1）利用微反应系统实现了对1,2-二氯丙醇、1,3-二氯丙醇与NaOH发生环化反应的动力学特性的准确揭示，指出该反应对1,2-二氯丙醇为二级，建立相应的数学模型和量化处理方法与实验结果符合良好，可以预测不同组成混合二氯丙醇的主反应动力规律；（2）发现二氯丙醇环化反应体系存在多种副反应途径，NaOH参与的副反应速度快但明显慢于主反应，严格控制反应温度和时间可以得到较宽的反应优化窗口,氯离子存在下中性水溶液中的副反应在高温和分钟级的时间尺度上较为显著，产液精馏分离需要在短时间内完成以保证产率；（3）利用微反应系统实现了水-1,3-DCP-ECH三元体系在高温下（50oC-90oC）的液-液相平衡和二氯丙醇-环氧氯丙烷-水-电解质四元体系的相平衡的准确测定，采用NRTL模型的模拟和预测结果与实验结果符合良好，二氯丙醇在水中的分配优于环氧氯丙烷、电解质加入可以抑制两者在水中的溶解等特性为控制非均相反应提供了有利条件；（4）利用饱和水的1,3-DCP作为连续相，高浓度（20 wt%）的NaOH作为分散相，在微反应器内50oC下可在10s内得到70%+的DCP转化率和98%+的ECH选择性，根据反应-萃取耦合机制进行了该过程的模型化，明确了体积传质系数和分配系数对耦合过程的关键性影响及适宜过程强化的取值窗口；（5）使用固体氢氧化钠参与环化反应，有机溶剂中的低水含量及溶解度限制使该过程非常可控，在DCP的初始浓度达到50%以上时也可获得95%+的高产率，同时能有效降低水的循环量；（6）强碱性树脂可以很好的参与DCP环氧化反应，反应速度快，有很好的反应收率，同时没有发现副反应产物，选择性接近100%。本项目的工作不仅对环氧氯丙烷的清洁生产和甘油的有效利用有直接的指导作用，还为快速复杂反应过程的研究和强化提供理论和方法上的支持，兼具重要的学术意义和应用价值。