强酸性离子交换树脂催化合成乙酸正丁酯动力学

为了获得D072型强酸性离子交换树脂催化剂合成乙酸正丁酯反应动力学方程,在间歇釜式反应器中,消除内外扩散后,测定不同反应条件下乙酸浓度随时间的变化,反应体系按拟均相处理,用初始速率法回归估算动力学模型参数。在催化剂平均粒度小于0.074 mm,搅拌速度大于150 r min 1时,可基本消除内外扩散的影响。在常压,催化剂用量为0.01665～0.08333 gcat gA 1,温度为326.2~358.2 K的条件范围,获得的动力学模型参数为:k0=8.86×104L mol 1 min 1 gcat 1,Ea=60728.86 J mol 1,平衡常数受温度的影响不大。在实验条件范围对获得的动力学方程进行了验证,最大相对偏差小于8.3%%,计算值与实验值符合较好。     

负载Fe3+强酸性离子交换树脂催化合成乙酸苄酯动力学

在间歇釜式反应器中研究了D072型强酸性离子交换树脂负载Fe3+作催化剂合成乙酸苄酯的反应.在消除内外扩散的条件下,测定了不同催化剂用量和不同反应温度条件下反应体系中乙酸浓度随反应时间的变化;采用初始反应速率法求动力学模型参数.在催化剂用量为0.033 3～0.166 7 g/g(乙酸),温度为323.2～363.2 K和常压的实验条件下,获得了可逆二级动力学方程的参数,其指前因子k0为2.081×106 L/(mol·min),活化能Ea为55.159 kJ/mol,温度对平衡常数影响不大,取值为4.31.在实验范围内对获得的动力学方程进行了验证,最大相对偏差小于10.1%,计算值与实验值符合较好.     

硫锆催化合成三醋酸甘油酯的反应动力学

研究了甘油和乙酸以氧化锆负载硫酸为催化剂合成三醋酸甘油酯的反应动力学,建立了酯化反应动力学方程. 考察了温度、催化剂用量、反应时间以及反应原料摩尔配比对反应速率的影响. 实验结果表明,反应时间10 h,催化剂用量为甘油的5%(w),甘油/乙酸=1:8(摩尔比)的条件下,三醋酸甘油酯的收率达93.8%. 100~130℃时,反应活化能为113.245 kJ/mol.     

离子交换树脂催化柠檬酸与正丁醇酯化反应动力学研究

在间歇搅拌反应器中,研究强酸性离子交换树脂D072型催化柠檬酸与正丁醇酯化合成柠檬酸三丁酯的反应动力学。在消除内外扩散的条件下,测定了不同催化剂用量和不同反应温度条件下反应体系中柠檬酸浓度随反应时间的变化,按拟均相可逆反应,并采用初始反应速率法求取反应动力学方程参数。在催化剂与柠檬酸的质量比为0.02~0.06,反应温度为373.15~423.15 K时,得到反应动力学模型的指前因子为1.250 3L~3·mol~(-3)·min~(-1),反应活化能为11 732.58J/mol。在实验范围内对获得的反应动力学模型进行验证,计算值与实验值吻合较好。     

酯化法合成丙酸乙酯的动力学研究

以阳离子交换树脂Amberlyst 45为催化剂,在间歇搅拌釜式反应器中对酯化法合成丙酸乙酯的本征动力学进行研究,考察搅拌转速、催化剂用量、酸醇摩尔比、反应温度等因素对反应过程的影响。得出较好的反应条件为转速400 r/min,催化剂用量为丙酸溶液质量的6%,反应温度为358.15 K。酸醇摩尔比为1.4∶1。通过348.15—363.15 K下的实验数据进行拟合得到反应平衡常数,建立了拟均相反应模型,获得反应动力学方程。     

酯交换法制备乙酸正丁酯动力学研究

为了给乙酸正丁酯的工业生产提供动力学支持,文章在间歇搅拌釜式反应器中利用酯交换法将乙酸甲酯转化为乙酸正丁酯。首先筛选出Si-3为最优催化剂,然后考察了转速、反应温度、催化剂用量、醇酯比等因素对反应过程的影响,确定较优的实验条件为转速400 r/min,反应温度70℃,催化剂用量(质量分数)20%,醇酯比(摩尔比)为1.25∶1。在323—343 K下,将实验数据拟合后得到酯交换反应的动力学方程。正反应速率常数为6 291.15 L/(mol·s),正反应活化能50 134.7 J/mol;逆反应速率常数为137.72 L/(mol·s),逆反应活化能38 324 J/mol。通过实验与计算值的比较验证,此宏观动力学方程合理,可用于模拟计算。     

甲缩醛催化精馏过程宏观动力学研究

以强酸型阳离子交换树脂为催化剂,甲醇、稀甲醛为原料在间歇反应釜中合成甲缩醛(二甲氧基甲烷)。实验中,各组分的测定采用校正面积归一化法与亚硫酸钠分析法相结合的方式。通过实验,考察了催化剂用量与不同温度对甲醛反应速率的影响,测定了反应平衡常数。文章采用拟均相模型对实验数据进行拟合,考察了313,318,323,328 K 4个温度下的正逆反应速率。实验结果表明:催化剂A的最佳用量为总溶液质量分数的3%;采用拟均相模型对实验线性拟合,线性关系显著,验证了假设的反应机理,并回归得到了在313—328 K下的指前因子k0、活化能Ea及宏观动力学方程,反应表现级数为二级。通过对实验与计算值的比较验证,此宏观动力学方程合理,可用于模拟计算。     

丙酸甲酯水解反应动力学研究

为了给工业中水解丙酸甲酯提供动力学支持,文中研究了以NKC-9型阳离子交换树脂为催化剂水解丙酸甲酯的动力学过程。在消除内外扩散的影响下,考察了转速、催化剂用量、反应温度以及水酯摩尔比等因素对丙酸甲酯转化率的影响,得出较优实验条件为转速400 r/min、催化剂用量为溶液总质量的7%,反应温度为343.15 K,水酯摩尔比5∶1。通过对328.15—343.15 K下的实验数据进行拟合,得到丙酸甲酯水解的动力学方程。通过实验与计算值的比较验证,此反应动力学方程合理,可用于模拟计算。     

丙烯酸和正丁醇合成丙烯酸丁酯的动力学研究

为得到合成丙烯酸丁酯宏观动力学方程,进行了以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,丙烯酸、正丁醇为原料合成丙烯酸丁酯的实验。考察了催化剂种类、搅拌速度、催化剂用量、醇酸摩尔比对反应的影响并确定了最优反应条件:选择NKC-9为催化剂,搅拌速度为400 r/min,催化剂用量为丙烯酸质量的35%,正丁醇和丙烯酸的摩尔比为1∶1.4。在该条件下进行动力学实验,用拟均相模型对实验结果线性拟合,线性关系显著,验证了酯化合成丙烯酸丁酯反应的表观级数为二级,并回归得到宏观动力学方程。由结果可知,催化酯化合成丙烯酸丁酯的正反应活化能为56 603.67 J/mol,指前因子为2.30×105L/(mol·min);逆反应活化能为71 266.97 J/mol,指前因子为44.48×105L/(mol·min)。通过对实验值和计算值的比较,该宏观动力学方程合理,可用于模拟计算。     

低分子量聚己二酸乙二醇酯制备过程中的缩聚反应动力学

以己二酸和乙二醇为原料、经酯化及缩聚过程合成的数均分子量1 000~4 000聚己二酸乙二醇酯(PEA)是生产聚氨酯的主要原料之一。实验考察了制备低分子量PEA的缩聚过程中催化剂种类、催化剂用量、反应温度等对合成的PEA羧基浓度、分子量等的影响。结果发现钛酸异丙酯催化活性最好,其较佳用量为25~50 mg/kg,较佳的反应温度为220~250℃。建立了基于有外加催化剂存在下酯化和缩聚反应均为2级反应的动力学模型,并根据不同反应温度、催化剂用量时的动力学实验数据,利用遗传算法得到了低分子量PEA合成缩聚过程反应动力学参数,模型计算值和实验值的相对误差在9%之内。     

强酸性离子交换树脂催化合成乙酸乙酯动力学

在间歇釜式反应器中研究了D072型强酸性离子交换树脂催化合成乙酸乙酯的反应动力学。在消除内外扩散的条件下,测定了不同催化剂用量和不同反应温度条件下反应体系中乙酸浓度随反应时间的变化,并采用初始反应速率法求动力学模型参数。在催化剂与乙酸的质量比为0.01665-0.08326,温度为326.2-347.2K和常压的条件下,得到动力学方程的频率因子为74534584.79L／（mol·min）,活化能为65588．40J／mol。在实验范围内对获得的动力学方程进行验证,计算值与实验值吻合较好,最大相对偏差小于8．3％。     

FCC轻汽油中C5烯烃临氢反应宏观动力学研究

在压力0.5~2.0 MPa、反应温度313~413 K、液体空速2.5~30 h?1的范围内,在管式滴流床反应器中,对C5烯烃在Ni/Al2 O3催化剂上的临氢反应进行了宏观动力学研究.结果表明,C5直链烯烃加氢反应对烯烃的反应级数为1,对氢压的级数为2.16,加氢活化能为21.11 kJ?mol?1;戊烯-1、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-丁烯双键异构反应对烯烃的反应级数都为1,异构活化能依次为27.6、42.24、79.62 kJ?mol?1.表明了在相同条件下,烯烃加氢反应速率大于异构化反应速率,C5支链烯烃比直链烯烃更难异构.通过对实验数据的拟合得到反应动力学参数和动力学方程,对方程的检验表明,计算值与实验值吻合较好,误差基本在10%以内,表明在实验条件范围内,模型具有较高的可信度,可用于反应过程模拟和反应器的设计.     

强酸性树脂催化合成醋酸甲酯动力学

在釜式反应器中研究了Amberlyst-15强酸性离子交换树脂催化合成醋酸甲酯的反应动力学,考察了搅拌速度、反应温度、催化剂用量等影响因素。结果表明,随着温度的升高,反应速率增大,而反应平衡常数减小;催化剂用量与反应速率常数基本成正比关系。分析并计算得到了酯化反应的动力学参数,建立了反应动力学方程。     

邻二氯苯异构反应动力学研究

为了给工业中邻二氯苯异构化提供动力学支持,文章研究了以AlCl_3与AlCl_3·6H_2O为催化剂异构邻二氯苯的动力学过程。在消除内外扩散的影响下,考察了转速、催化剂配比及用量、反应温度等因素对邻二氯苯异构的影响,得出实验较优条件为转速300 r/min,催化剂用量为溶液总质量的15%,无水AlCl_3与AlCl_3·6H_2O摩尔比为2∶1,反应温度为160℃时。采用Kd法拟合实验数据,测定了邻二氯苯异构化的动力学参数。通过对比实验值与计算值,该反应动力学方程合理,可用于模拟计算。     

分子筛催化葡萄糖水解的宏观动力学

分别采用硅铝比为20~25和30的两种ZRP-5分子筛催化剂研究不同温度下葡萄糖水解动力学。研究结果表明,葡萄糖水解属于一级反应,反应温度显著地影响葡萄糖的转化。在相同反应温度下,前者作用下葡萄糖水解的表观反应速率常数大于后者。前者作用下葡萄糖水解的表观活化能为99.24 kJ/mol,后者作用下葡萄糖水解的表观活化能为108.99 kJ/mol。该反应动力学方程的葡萄糖水解转化率计算值与实验值吻合较好。     

熔融酯交换合成聚碳酸酯预聚体的动力学

研究了双酚A与碳酸二苯酯以氢氧化四丁基铵为催化剂的酯交换反应动力学。根据官能团模型推导出以苯酚浓度表示的积分型速率方程,得到了不同温度下的预聚合反应平衡常数,正、逆反应速率常数,活化能和反应热。酯交换反应的反应级数为二级,反应为放热反应,反应热为-17.45 kJ/mol,反应活化能为77.170 kJ/mol。探讨了不同反应温度、催化剂用量对反应速率的影响。实验数据与官能团模型符合良好,可以为后期的实验设计提供一定的理论指导。     

固定化酶催化制备乙酸正丁酯及动力学

酯交换反应可用南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)作催化剂,采用溶胶-凝胶法固定脂肪酶CALB得到的催化剂颗粒可用于乙酸乙酯和正丁醇的酯交换反应。首先探究了固定化酶的稳定性和重复使用性,然后在间歇反应釜内进行反应动力学实验,考察了转速、催化剂用量、酯醇比、温度等因素对反应的影响,确定了适宜的操作条件。在328.15~343.15 K下,将实验数据拟合得到反应的动力学方程,通过实验值与计算值的比较,验证此宏观动力学方程合理,可用于模拟计算。     

TiO2负载Pd-Fe催化3-氯-4-氟硝基苯常压加氢反应动力学

以TiO2负载的Pd-Fe为催化剂,考察了反应温度和催化剂用量对3-氯-4-氟硝基苯常压加氢反应的影响,拟合实验数据并建立了动力学方程,然后对动力学方程进行了统计学检验.结果表明,在3-氯-4-氟硝基苯0.1 mol,乙醇80 mL,催化剂0.26 g,氢气分压0.1 MPa的条件下,加氢反应对3-氯-4-氟硝基苯表现为一级,加氢反应的活化能为19 959.4 J/mol,指前因子为56.79.所获得的动力学方程能较好地描述3-氯-4-氟硝基苯的常压加氧反应.     

微波辅助玉米油基生物柴油制备及酯化反应动力学

以玉米油和甲醇为原料、浓硫酸作催化剂,微波辅助制备生物柴油,研究了反应时间、反应温度、催化剂体积及微波功率对玉米油酯化率的影响,在单因素实验基础上优化制备工艺,考察了酯化反应的动力学. 结果表明,微波辅助制备玉米油基生物柴油的最佳条件为反应温度72.0℃、时间17.5 min、催化剂用量为玉米油体积的8.5%和微波功率200 W,该条件下酯化率可达77.6%. 酯化反应级数为1.28,活化能Ea=1.79 J/mol,酯化反应的动力学方程为r=8.214e?1.792/RTC1.28 .     

BiFeO3/H2O2体系有效降解酸性复红染料废水的研究

以BiFeO3和H2O2组成非均相类Fenton体系催化降解酸性复红(acidic fuchsin)染料废水.探讨了过氧化氢用量、反应时间、反应温度、催化剂用量、染料初始浓度以及pH值等因素的影响.实验结果显示在过氧化氢体积百分数为0.65％、反应时间为50 min、反应温度为303 K、催化剂用量为0.45 g/L、酸性复红溶液初始浓度为120 mg/L和pH值为7.5的最优条件下,废水脱色率＞99％.降解过程动力学的初步研究说明该过程符合一级动力学方程,在303 K时表观速率常数和表观活化能分别为0.1011 min-1、23.04 kJ/mol.