二乙醇胺脱氢反应动力学研究

二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸是草甘膦生产中的关键步骤之一。为了研究固体催化剂Raney-Cu催化下二乙醇胺脱氢反应动力学,设计了单因素多水平实验方案,考察二乙醇胺初始浓度、催化剂用量、反应温度、反应压力等因素对反应的影响,在5L高压反应釜中测定了脱氢反应动力学数据。依据脱氢反应的基本原理,提出了二乙醇胺脱氢反应机理,建立了动力学模型:-dCAdt=VcatKAkCA(1+KACA)·VL。利用数值计算方法对实验数据进行非线性拟合,求得动力学参数:k=4.914×1010exp(-7.364×104/RT)mol·(Lcat)-1·h-1,KA=3.308×106exp(-5.450×104/RT)L·mol-1,并且验证其可靠性。结果表明,二乙醇胺脱氢反应由二乙醇胺在催化剂表面的反应所控制,得到的动力学方程在实验范围内是可靠的。     

对甲基苯甲酸液相催化氧化动力学

研究了以醋酸钴和醋酸锰为催化剂、氢溴酸为促进剂,在169～192 ℃下对甲基苯甲酸(p-TA)的液相氧化反应动力学.采用幂函数动力学模型对实验数据进行了拟合.结果表明,对甲基苯甲酸液相氧化反应是串联反应,甲基苯甲酸和中间产物对羧基苯甲醛的反应级数均为1.拟合得到的活化能数据表明对甲基苯甲酸氧化为整个反应的控制步骤.利用该动力学模型能够成功预测186 ℃下液相组分随时间的变化趋势.实验表明,当金属离子的配比满足[Co2 ]/[Mn2 ]为3∶1时,催化剂具有最高的活性.     

环戊烯合成环戊基甲醚的反应动力学研究

研究了甲醇与环戊烯合成环戊基甲醚(CPME)的宏观反应动力学。环戊烯与甲醇摩尔比为1∶1,温度区间为115¹30℃,采用离子交换树脂催化剂,反应在固定床反应器内发生,在液相条件下得到了相应的动力学数据。结果表明,甲醇优先紧紧地吸附在催化剂的活性位上,环戊烯吸附在相同的催化剂活性位上参与反应,反应呈现明显的一级反应的特征。采用非线性曲线拟合方法处理实验数据,建立了环戊烯醚化反应动力学方程。用动力学模型求得的计算值与实验值的相对误差均在5%以内,说明所建动力学模型能较好的描述环戊烯醚化反应,具有良好的外推性。     

超细镍基催化剂气相苯加氢反应动力学

采用溶胶-凝胶技术制备了超细NiO/SiO2 TiO2催化剂。条状预还原型催化剂的比表面积为350.5 m²·g^-1,镍的质量分数为18.1%,堆积密度（0.70～0.75） g·cm^-3。采用固定床连续流动微反装置研究催化剂上苯加氢气相反应的本征动力学。假设苯为非解离吸附,氢为解离吸附,在苯环上加上第一个氢原子为反应的控制步骤,由此导出的本征反应动力学方程与实验数据较吻合,平均相对偏差6.88%,并用方差检验法和Boudart准则验证了假设机理的合理性。由实验数据测得催化剂的本征反应活化能为22.60 kJ·mol^-1,低于常规工业用苯加氢催化剂。     

环戊烯合成环戊基甲醚的反应动力学研究

研究了甲醇与环戊烯合成环戊基甲醚(CPME)的宏观反应动力学。环戊烯与甲醇摩尔比为1∶1,温度区间为115~130℃,采用离子交换树脂催化剂,反应在固定床反应器内发生,在液相条件下得到了相应的动力学数据。结果表明,甲醇优先紧紧地吸附在催化剂的活性位上,环戊烯吸附在相同的催化剂活性位上参与反应,反应呈现明显的一级反应的特征。采用非线性曲线拟合方法处理实验数据,建立了环戊烯醚化反应动力学方程。用动力学模型求得的计算值与实验值的相对误差均在5%以内,说明所建动力学模型能较好的描述环戊烯醚化反应,具有良好的外推性。     

在Pt／Al2O3催化剂上气相苯加氢反应的动力学

在研制得到了高活性和高选择性 Pt/Al_2O_3催化剂的基础上,采用微反-色谱联用装置考察了气相苯加氢反应的动力学。假定在催化剂表面上存在着两种不同的活性中心,一种吸附氧;另一种吸附苯、环己烷及反应中间物,并假定吸附氢与吸附苯间的表面反应为过程的控制步骤,从而导出动力学方程。通过实验测得了不同反应条件下的反应速率和组分分压,并用非线性回归方法处理实验数据,求得方程中各参数。通过偏差分析、方差分析及 Boudart 提出的四条判断准则,验证了动力学模型及回归参数的合理性。结果得到了此动力学模型与实验数据较好地吻合。在此基础上测定了反应的活化能及氢、苯和环已烷的吸附热。     

低温液相甲醇合成反应动力学模型与参数估计

由低温液相甲醇合成的反应机理出发 ,考虑了均相和多相催化剂的不同作用及不同的吸附方式 ,导出了两步法低温液相甲醇合成的动力学模型 .结合搅拌釜中测得的动力学数据 ,对动力学模型进行了筛选和参数回归 .结果表明氢气为分子吸附 ,反应为双位吸附反应 ,甲醇脱附为反应控制步骤的反应动力学模型能较好地拟合实验数据 .由此得到了低温液相甲醇合成反应动力学模型方程 ,模型满足F检验 ,且参数符合各自的物理意义 .该动力学模型由于是对两步反应综合起来进行动力学分析 ,因而结果可在反应器数学模型中应用     

001×7(732)阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解反应过程模拟与优化

在充分搅拌和可忽略粒度影响条件下,测定了间歇搅拌反应釜中001×7(732)阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解反应动力学数据,建立了其拟均相与非均相反应动力学模型,进行了模型筛选和参数估值.结果表明,醋酸甲酯与水均吸附,表面反应为控制步骤的非均相反应动力学模型能较好地拟合实验数据,并满足统计检验.根据优选的反应动力学模型,对醋酸甲酯水解过程进行了模拟计算,考察了反应温度、树脂浓度、水酯摩尔比对水解过程的影响,得到的优化反应条件为:反应温度55℃、树脂浓度260 g·L-1、水酯摩尔比1.5∶1.此时反应90 min接近醋酸甲酯平衡水解率34.8%.     

Cu-Ni/γ-Al_2O_3催化剂上二甘醇催化氨化合成吗啉的本征动力学研究

在固定床反应器中研究了Cu-Ni/γ-Al_2O_3催化剂上二甘醇氨化脱水合成吗啉的本征动力学。通过增大进料气体速度和减小催化剂粒径,分别消除内、外扩散的影响;在温度483～513 K,体积空速1.73～4.32 s~(-1),压力1.7 MPa,氨醇摩尔比大于10的条件下,考察了温度与进料空速对二甘醇转化率的影响;使用幂律模型描述反应动力学过程,并拟合实验数据估算模型参数。结果表明:当体积空速大于4.32 s~(-1),催化剂粒径40～80目,内、外扩散影响均已消除;二甘醇氨化合成吗啉的反应活化能为43.97 kJ?mol~(-1),对二甘醇的反应级数为1.45。二甘醇反应速率实验值与模型计算值比较和统计检验结果表明模型是合适的。     

2,4-二硝基甲苯无外加溶剂的加氢表观动力学

在自行设计的反应装置中以骨架镍为催化剂,在无外加溶剂的环境下催化2,4-二硝基甲苯(DNT)加氢合成2,4-甲苯二胺(TDA).考察了温度(100～140 ℃)、氢气压力(1.0～3.0 MPa)、催化剂质量浓度(0.03%～2.0%)、TDA质量浓度(30%～70%)对反应的影响.该反应的表观动力学研究表明,反应速率跟氢气压力成正比;DNT加氢反应在高浓度区(DNT浓度大于7.14 mol/m3)为吸附脱附控制,催化剂浓度与反应速率成正比,DNT浓度对反应速率无影响;而在低浓度区(DNT浓度小于7.14 mol/m3)该反应为界面反应控制;催化剂浓度在一定范围内对反应速率影响不大,DNT浓度对反应速率影响为一级.DNT低浓度区和高浓度区的活化能分别为17.62 kJ/mol和15.67 kJ/mol,表明无外加溶剂条件下催化剂可大幅降低反应活化能而使反应更易进行;在实验条件范围内TDA含量对反应速率基本无影响.并由工程数据验证了得到的该反应表观反应动力学模型的正确性     

活性炭负载钌催化剂上氨合成反应动力学研究

在固定床反应器中对Ba-Ru-K/AC催化剂在相应的工业条件下［温度(350~450) ℃,压力10 MPa,V(H₂)∶V(N₂)=1.0、1.5、2.0、2.5和3.0,空速(60 000~180 000) h^－1］,进行了系列动力学测试。采用改进的Temkin动力学方程对实验数据进行拟合,考虑到H₂和NH₃的吸附对催化剂作用的阻碍效应,优化得到动力学模型参数n、α、w₁和w₂分别为1、0.15、0.5和1.4。结果表明,在Temkin方程中加入H₂和NH₃的吸附项能够获得可靠的动力学模型,用Arrhenius和Van’t Hoff方程对动力学和热力学参数k、K_H2和K_NH3进行线性拟合,得到氨合成反应的活化能为90.2 kJ·mol^－1,远低于铁基催化剂,说明Ru上N₂的解离吸附活化能垒远低于传统磁铁矿基催化剂和维氏体基催化剂。H₂的吸附热为76.2 kJ·mol^－1,证明Ba-Ru-K/AC催化剂上H₂的吸附较强烈,对N₂的吸附有强烈的抑制作用。改进的Temkin动力学方程能应用于使用Ru/C催化剂的氨合成反应器的设计和操作。     

非晶态Ni-P合金上硝基苯催化加氢制苯胺的本征动力学

Ni-P非晶态合金催化剂因其晶体结构的特殊,具有较好的催化活性。以硝基苯液相催化加氢合成苯胺为目标反应,运用Matlab软件并借助Levenberg-Marquardt算法估计反应动力学模型的参数,根据参数估计结果筛选动力学机理模型,对新型Ni-P非晶态合金催化剂的本征动力学进行研究,为催化剂的进一步开发和反应器设计提供理论依据。结果表明,Ni-P非晶态合金催化剂的颗粒较小,过程内扩散的影响可以忽略不计,当搅拌速率达到600 r·min^-1时,反应过程的外扩散影响也可忽略。在（373.15~403.15） K、氢压1.0 MPa、非晶态Ni-P催化剂质量0.2 g、硝基苯质量2.0 g和无水乙醇质量8.0 g条件下,硝基苯分子不吸附,硝基苯分子与解离吸附的氢原子在催化剂表面反应,苯胺脱附为硝基苯加氢合成苯胺反应的速率控制步骤,本征动力学模型为：r_j=kc_A/1+b_H2α_H2p_H2,表面反应的指前因子为1.08×105 min^-1,活化能为51.81 kJ·mol-1,氢气吸附热为64.12 kJ·mol^-1。     

硫酸氢钠催化合成乙酸苯甲酯动力学研究

以硫酸氢钠为催化剂,乙酸和苯甲醇为反应物来合成乙酸苯甲酯,研究了动力学方程。实验结果表明：当酸醇比为1∶2,温度为60℃,催化剂用量为1.4 g时,乙酸的浓度变化最大,即该反应条件下乙酸苯甲酯的产率最高。在实验范围内该反应活化能：Ea=3166.9R=3166.9×8.314=26329.6066 J·mol-1,指前因子k0=45.604 kmol-1·L·min-1,动力学方程为：-rA=f（w）k0e-Ea/RT（CACB-CDCW/K）=（0.0045x＋0.036）×45604 e-26329.6066/RT×（CACB-CDCW/1.499）。     

油酸存在下的聚氨酯(脲)固化动力学

采用差示扫描量热法(DSC)研究了油酸存在下聚氨酯(脲)固化过程反应动力学参数.利用Kissinger法求得不同油酸含量固化反应的表观活化能Ea,Crane方程计算该体系的固化反应级数n.结果表明,加入油酸后固化体系的活化能减小,油酸为聚氨酯(脲)固化反应的催化剂;油酸质量分数为0.9%时,固化反应的E.为27.91 ...     

H_2O_2/O_3催化氧化改性活性炭研究

采用H2O2/O3催化氧化改性活性炭。以含氧官能团总量为主要指标、比表面积和碘吸附值为辅助指标评价改性效果。在活性炭质量和H2O2体积一定的条件下,考察了H2O2质量分数、O3浓度、反应时间及反应温度等因素对活性炭性能的影响。在H2O2质量分数为10%、O3浓度为4.32 mg.L-1、反应时间为2.5 h、反应温度为50℃的最优改性条件下,活性炭的含氧官能团总量为1.525 mmol.g-1,比改性前提高61.38%。     

氯霉素在活性炭上的吸附平衡与动力学

为去除水体中残留的氯霉素,采用生物相容性佳的活性炭作吸附剂,测定了25,30,35℃下氯霉素在自制活性炭上的吸附平衡与动力学,并与商用竹炭作对比。结果表明高比表面积活性炭是去除水体中残留氯霉素的高效吸附剂,活性炭的吸附容量随着吸附剂比表面积和孔容的增大而增大,但随温度从25,30到35℃升高而减小,自制高比表面积活性炭的吸附容量达到3种市售活性炭样品吸附容量的10倍以上;Freundlich吸附等温线方程可较好地描述氯霉素在活性炭上的吸附平衡,准二级方程是用来描述氯霉素在活性炭上吸附的合适动力学模型,并通过拟合得到了其动力学参数。随着温度的升高吸附容量逐渐减小。本研究为活性炭对水体中残留氯霉素的吸附处理提供了科学依据。     

碱性离子液体［BMIM］OH催化间二异丙苯氧化反应动力学研究

采用2 L搅拌反应釜，在（80~95） ℃和空气流量300 L·h^-1条件下，以离子液体［BMIM］OH为催化剂，进行间二异丙苯液相空气氧化反应动力学研究。通过热力学分析，提出氧化反应体系的反应网络，确定反应体系的主反应与副反应。根据氧化反应机理，对幂函数的速率方程进行修正，得到动力学模型方程。基于动力学实验数据，对模型方程中的动力学参数进行估值，并对其进行相应的模型检验，建立可描述间二异丙苯氧化过程的反应动力学模型。     

骨架镍催化对苯二胺液相加氢动力学

用骨架镍作催化剂,在排除内外扩散影响条件下,研究了以水为溶剂对苯二胺加氢反应的动力学.通过测定实验过程中对苯二胺浓度,得出浓度对数随时间变化的曲线,获取该反应中对氢气和对苯二胺的反应级数、速率常数、活化能和指前因子等动力学参数,并反映了氢气压力和反应温度等因素对反应的影响.催化剂加氢动力学方程为- dc对苯二胺/dt=...     

Reaction kinetics and modelling of the gold catalysed glycerol oxidation

The kinetics of the glycerol oxidation using a carbon supported gold catalyst was studied experimentally in a batch reactor at oxygen pressures up to 10 bar and at temperatures from 25 to 100 °C. The influence of the mass transfer on the reaction was estimated and confirmed with theoretical calculations. A kinetic model has been proposed on the basis of a Langmuir-Hinshelwood mechanism for the experiments carried out in the kinetic regime and the kinetic parameters (reaction rate and adsorption constants as well as activation energies) were calculated.