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。     

丙烯酸与异丁烯酯化合成丙烯酸叔丁酯动力学

为实现丙烯酸与异丁烯酯化合成丙烯酸叔丁酯的工业化,在间歇釜式反应器内,研究了磺酸改性SBA-15介孔分子筛催化丙烯酸与异丁烯加成酯化合成丙烯酸叔丁酯的本征反应动力学。结果表明,在搅拌转速大于400 r/min,催化剂粒径为0.15~0.18 mm,可消除内、外扩散影响。测定了酸烯酯化合成丙烯酸叔丁酯的本征反应动力学数据,建立了幂级数反应动力学方程,采用非线性最小二乘法拟合得到模型参数,得到酯化反应的正逆反应活化能分别为33.8和61.7 k J/mol,异丁烯二聚反应的正逆反应活化能分别为42.7和91.6 k J/mol,实验测定值与模型计算值吻合较好。     

阳离子交换树脂催化合成乙酸正丁酯的动力学

在间歇反应釜中,以A-36阳离子交换树脂作催化剂,考察了搅拌速率、催化剂粒径、温度、催化剂浓度和酸醇比对乙酸正丁酯合成的影响,并采用LHHW动力学模型对实验数据进行处理.结果表明,表面反应为乙酸和正丁醇酯化反应的控制步骤,其反应焙为-1.838×104 J/mol,正反应与逆反应的活化能分别为5.283×104J/mol和3.929×104J/mol,指前因子分别为1.015×104 mol/(g·s)和3.148 mol/(g·s).     

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。     

磷钨杂多酸催化合成醋酸仲丁酯

研究了以负载型磷钨杂多酸为催化剂合成醋酸仲丁酯的加成酯化反应.考察了原料烯酸摩尔比、反应压力、反应时间、反应温度、催化荆用量等因素对醋酸转化率的影响.结果表明,在反应温度120℃、反应时间5h、原料烯酸摩尔比3:1、反应压力5MPa、催化剂用量为醋酸质量的10%的条件下,醋酸的转化率为95%左右,酯化选择性为90%.该催化荆对1-丁烯与醋酸的酯化反应具有良好的催化活性和选择性,对醋酸仲丁酯的生产具有实际的指导意义.     

阳离子交换树脂催化合成甲酸异丁酯的动力学研究

以NKC-9强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在间歇反应装置中,研究了甲酸和异丁醇酯化合成甲酸异丁酯的动力学过程。实验中采用控制变量法,考察了外扩散、催化剂用量、反应温度和反应初始醇酸比等条件对甲酸反应速率及平衡转化率的影响,并测定不同条件下甲酸异丁酯合成反应动力学数据。采用拟均相模型对所得动力学实验数据进行了关联,建立并验证了甲酸异丁酯合成反应的动力学模型,获得平衡常数、反应热和反应速率常数等相关反应动力学参数。结果表明,在一定范围内,增大催化剂用量、反应温度和反应初始醇酸比有助于提高反应速率。该反应为吸热反应,反应热为3.6407 kJ/mol,正反应活化能为37.5735 kJ/mol,逆反应活化能为33.9319 kJ/mol。经验证,拟均相反应动力学模型可准确描述甲酸与异丁醇酯化反应动力学过程。     

间十五烷基酚与丙烯酰氯酯化反应动力学

为开发间十五烷基丙烯酸苯酯(PDPA)制备工艺,及今后工业化生产提供基础的动力学数据支持。系统地研究不同温度下,无催化剂和以离子液体为催化剂条件下,间十五烷基酚(PDP)与丙烯酰氯合成PDPA的反应动力学。在无催化剂和敷酸剂条件下,酯化反应是二级可逆反应,正反应活化能64.8 kJ/mol,指前因子1.78×106L/(mol·min);逆反应活化能25.1 kJ/mol,指前因子2.25×103L/(mol·min)。在离子液体为催化剂、三乙胺为敷酸剂条件下,酯化反应是二级不可逆反应,反应活化能33.9 kJ/mol,指前因子5.05×103L/(mol·min)。     

对甲苯磺酸催化合成醋酸仲丁酯

以对甲苯磺酸为催化剂,冰乙酸、仲丁醇为原料合成了醋酸仲丁酯。利用正交设计法确定了反应的优化条件:醇酸比1.6∶1,催化剂用量1.98 g,反应时间120 min,带水剂用量15 mL。优化条件下酯化率可达88%。     

阳离子交换树脂催化1-丁烯合成醋酸仲丁酯

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂催化1-丁烯与醋酸合成醋酸仲丁酯。考察了原料烯酸配比、反应压力、反应时间、反应温度、催化剂用量等因素对醋酸转化率的影响,结果表明：在原料烯酸比为2．0：1,反应压力5．5MPa,反应时间11h,反应温度120℃,催化剂用量为醋酸质量的10％的条件下,醋酸转化率为92．4％～95％。气相色谱一质谱分析表明,醋酸仲丁酯的选择性为92％。该催化剂对1-丁烯与醋酸的酯化反应有良好的催化活性和选择性,且催化剂稳定性良好。     

高直链淀粉的醋酸酯化反应动力学

基于二级反应动力学机理,研究了以甲基磺酸为催化剂的高直链淀粉醋酸酯化动力学过程。讨论了不同温度、催化剂用量以及醋酸与酸酐比例等反应条件对酯化反应速率常数k的影响,求得酯化反应活化能E=43.88kJ/mol。     

正交设计法研究乙酸仲丁酯的合成

以NaHSO4·H2O为催化剂,冰乙酸、仲丁醇为原料合成乙酸仲丁酯。利用正交设计法确定了反应的优化条件:催化剂加入量为0.8 g,反应时间为60 min,带水剂加入量为15 mL,醇酸摩尔比为2.5∶1,酯化率可达85%左右。     

麻疯树油制备生物柴油的酯交换工艺研究

以麻疯树油为原料,研究了生产生物柴油过程中的酯交换反应条件的影响及反应动力学。结果表明,酯交换反应的适宜操作条件为:油∶甲醇=1∶6(摩尔比),使用油重的1.3%的KOH为催化剂,在64℃下反应20 m in,甲酯收率达98%以上。在优化反应条件的基础上,研究了其动力学特征,32℃和51℃时的反应速率常数k分别为0.6627 L/(m in.mol)和0.9474 L/(m in.mol),反应的活化能约为Ea=15.46 kJ/mol。     

三聚磷酸二氢铝吸附Pb~(2+)的动力学研究

采用动态吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附Pb2+的动力学行为并进行吸附活化状态热力学参数分析。结果表明:当三聚磷酸二氢铝粒径小于150μm,搅拌转速大于200 r/min,Pb2+的初始质量浓度为500 mg/L时,三聚磷酸二氢铝对Pb2+的化学吸附反应符合二级反应动力学方程,吸附速率常数k与温度T之间的关系符合Arrhenius公式,吸附活化能Ea=29.34 kJ/mol,吸附频率因子A=62.25 L/(mg.min),ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓ΔH=27.31 kJ/mol,活化熵ΔS=-217.55 J/(mol.K)。     

固体酸催化合成丙烯酸异冰片酯动力学

以莰烯和丙烯酸为原料,采用自制SO_4~(2-)/TiO_2-SnO_2固体超强酸为催化剂催化合成丙烯酸异冰片酯(IBOA),考察了催化剂用量对IBOA收率的影响,并研究了该反应的本征动力学方程。结果表明,在搅拌速率大于400 r/min,催化剂粒径小于83μm时,可消除内外扩散。通过机理基元反应动力学,建立丙烯酸与莰烯合成IBOA的反应动力学模型,分析可知,该合成反应的正反应为二级反应、逆反应为一级反应,反应活化能为60.089 k J/mol,指前因子为4.068×10~5 L/(mol·g·min),该动力学模型预测的结果与实验结果吻合良好。     

4-氰基四氢吡喃-4-甲酸乙酯固液相反应研究

以二氯乙醚与氰乙酸乙酯为原料,通过固液相转移催化法合成4-氰基四氢吡喃-4-甲酸乙酯。考察了催化剂种类、催化剂用量、溶剂、温度、反应生成的水、碳酸钾颗粒大小对产物收率和反应速率的影响。最佳工艺条件为:DMF为溶剂,十二烷基三甲基溴化铵(DTMAB)为催化剂,用量为与原料摩尔比0.05∶1,分离出生成的水,碳酸钾颗粒体积比表面积大小为6.72×104m-1,反应温度153℃,产物收率为90.6%,反应时间为2 h。实验还探讨了反应机理和动力学,发现该反应符合假二级动力学模型,用十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、四丁基溴化铵(TBAB)、苄基三乙基氯化铵(BTEAC)作催化剂的Kapp(表观速率常数)分别为0.013 36、0.011 58、0.003 43、0.01 738 L/(mol.min),氰乙酸乙酯与二氯乙醚反应的活化能为58.94 kJ/mol。     

亚硫酸铵磺化2-氨基乙醇硫酸酯制备牛磺酸的反应动力学

以亚硫酸铵为磺化剂,对乙醇胺法制备牛磺酸的磺化反应进行了表观动力学研究。根据反应物浓度的变化,用数学模型拟合出牛磺酸浓度与时间的关系,建立起磺化反应的表观动力学方程。结果表明,在348.15到368.15K的温度范围内,牛磺酸的合成反应为2级反应,其表观活化能为80.689 kJ/mol,指前因子为(3.285 1E+13)mL/(mol.h)。通过对此反应动力学的研究,可以指导乙醇胺法合成牛磺酸的工程设计和工业生产,从而为设计和生产提供最优方案和控制条件。     

Kinetics and mechanism of nitrobenzene degradation by hydroxyl radicals-based ozonation process enhanced by high gravity technology

This study investigated the indirect oxidation of nitrobenzene (NB) by hydroxyl radicals (·OH) in a rotating packed bed (RPB) using competitive kinetics method with p-nitrochlorobenzene as a reference compound. The rate constants of NB with ·OH are calculated to be between (1.465±0.113) × 10⁹ L/(mol·s) and (2.497±0.192) × 10⁹ L/(mol·s). The experimental data are fitted by the modified Arrhenius equation, where the activation energy is 4877.74 J/mol, the order of NB concentration, rotation speed, and initial pH is 0.2425, 0.1400 and 0.0167, respectively. The ozonation process of NB could be enhanced by RPB, which is especially effective for highly concentrated NB-containing wastewater under alkaline conditions. The high gravity technology can accelerate ozone mass transfer and self-decomposition of ozone to produce more ·OH, resulting in an increase in the indirect oxidation rate of NB by ·OH and consequently effective degradation of NB in wastewater.     

Esterification of decanoic acid with methanol using Amberlyst 15: Reaction kinetics

Methyl decanoate is used as a surrogate fuel. The surrogate fuels are structurally similar to actual biodiesel. We synthesized methyl decanoate in a small batch reactor by esterification reaction using decanoic acid and methanol on solid acid catalyst Amberlyst 15 used in dry state. The outcome of different reaction parameters including catalyst loading, temperature, molar ratio, stirrer speed, water concentration effect, and adsorption on catalyst pellets were studied for optimization of rate of conversion. The effect of external and internal diffusion limitations on catalyst granules was calculated theoretically from the reaction kinetics data. An analysis of the reaction kinetics revealed that the esterification reaction was rate controlled by adsorption of methanol on the solid acid catalyst and the reaction can be modeled as Eley–Rideal model. Activation energy of the esterification reaction was 39.4?KJ/mol. Reaction enthalpy and entropy were found to be 29.81?kJ/mol and 87.38?J/mol. K, respectively.     

己二酸二正辛酯的催化合成及反应动力学

以己二酸和正辛醇为原料,环境友好型磷钨杂多酸为催化剂,甲苯为带水剂,合成了己二酸二正辛酯。由均匀设计法设计实验,考察了醇酸摩尔比,催化剂用量,带水剂用量和反应时间对酯化率的影响,经单因素实验优化得到的最佳工艺条件为:醇酸摩尔比2.8:1,催化剂用量为酸质量的1.2,带水剂用量为酸质量的75,反应时间3h,酯化率达99.23。同时建立了该酯化合成的表观动力学模型,得到的反应速率方程为:r=-dcA/dt=2.657×1010e-94998/RTcAcBmol/(L.min)。