苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应体系的热力学分析

采用Benson基团贡献法,计算了苯甲醚(MPE)的相关热力学数据。在300～1 000K和5～30MPa范围内,计算了苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应生成甲基苯酚异构体和苯甲醚各反应的焓变ΔrHm、吉布斯自由能变ΔrGm和平衡常数Kθ。结果表明:苯酚与DMC的烷基化反应是可以自发进行的,且碳烷基化反应平衡常数远高于氧烷基化反应平衡常数,在3个碳上烷基化反应中,生成间甲酚的平衡常数最大,生成对甲酚的平衡常数最小;随着压力的升高,各反应的自由能均略有增加,表明升高压力不利于烷基化反应的进行,在同一压力下,碳烷基化反应的平衡常数远高于氧烷基化反应,为苯酚与碳酸二甲酯烷基化反应条件的控制和催化剂的探索研究提供了热力学依据。     

混甲酚与异丁烯烷基化反应的热力学分析

对于混甲酚与异丁烯的烷基化反应过程,采用Benson基团贡献法计算了反应中各组分的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔定压热容;采用Trouton经验规则计算得到了反应中各组分沸点下的蒸发焓;结合Watson公式和热力学关系式计算了混甲酚与异丁烯烷基化反应的焓变、熵变、吉布斯自由能变及反应平衡常数。计算结果表明,混甲酚与异丁烯烷基化反应为放热反应,降低温度有利于烷基甲酚的生成;在反应温度较低(333～373 K)时混甲酚与异丁烯主要发生烷基化反应,当反应温度较高(超过423 K)时烷基甲酚开始发生脱烷基化反应。     

草酸二乙酯与苯酚酯交换反应的热力学分析

针对草酸二乙酯与苯酚酯交换反应过程,采用Benson基团贡献法,计算了草酸二乙酯与苯酚酯交换反应中各反应物的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔等压热容;采用Trouton经验规则计算得到了乙基苯基草酸酯和草酸二苯酯沸点下的蒸发焓;计算了草酸二乙酯与苯酚酯交换反应的焓变、熵变、吉布斯自由能变和平衡常数。计算结果表明,草酸二乙酯与苯酚酯交换反应为吸热反应,升高温度有利于草酸二苯酯的生成;草酸二乙酯与苯酚酯交换反应的平衡常数很小,必须及时移出副产物乙醇打破平衡限制,提高草酸二苯酯的收率;中间产物乙基苯基草酸酯歧化反应的平衡常数要比乙基苯基草酸酯与苯酚反应的平衡常数大很多,故草酸二苯酯主要是由乙基苯基草酸酯歧化生成。     

尿素醇解合成碳酸二乙酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法,计算了在常压和温度353～453 K反应条件下,尿素醇解合成碳酸二乙酯反应的焓变、熵变、吉布斯自由能变。对尿素和乙醇制备碳酸二乙酯的过程进行了热力学分析,计算了醇解反应的平衡常数。结果表明,由尿素醇解合成碳酸二乙酯反应在热力学上是可行的,但反应的热力学平衡常数小。     

乙醇和二氧化碳合成碳酸二乙酯体系的热力学分析

利用Benson基团贡献法计算了由CO2和乙醇直接合成碳酸二乙酯(DEC)以及引入环氧乙(丙)烷(EO或PO)进行耦合反应的热力学数据标准生成焓△fHm(?)和自由能△rG,还计算了由乙醇和CO2直接合成DEC的平衡常数Kp以及CO2、CO和乙醇的平衡转化率。结果表明由乙醇和CO2直接合成DEC的反应在热力学上是不可行的,需要设计其他反应路线。当引入载体EO或PO后就可成功地利用CO2和乙醇合成DEC。     

TiO_2/SiO_2催化苯酚与碳酸二乙酯邻位烷基化反应

采用等体积浸渍法制备了一系列TiO2/SiO2催化剂,通过XRD、NH3-TPD和Py-IR等手段对催化剂进行了表征;在连续流动固定床反应器上,考察了TiO2负载量、反应温度、碳酸二乙酯(DEC)与苯酚的摩尔比及重时空速(WHSV)对苯酚与DEC邻位烷基化反应的影响。实验结果表明,L酸中心是苯酚邻位烷基化反应的活性中心;随TiO2负载量的增加,苯酚的转化率逐渐增加,邻乙基苯酚的选择性先增加后减小,而2,6-二乙基苯酚的选择性则逐渐增加,这主要是由负载TiO2后催化剂的酸中心数目增多引起的。以9%(w)TiO2/SiO2为催化剂,在360℃、0.42MPa、n(DEC)∶n(苯酚)=1.0、WHSV=2h-1、8h的适宜反应条件下,苯酚的转化率为75.4%,邻乙基苯酚和2,6-二乙基苯酚的选择性分别为60.2%和16.3%。     

间歇法合成2,4-二叔丁基苯酚的反应工艺研究——苯酚与异丁烯的烷基化反应

以异丁烯为烷化剂 ,在间歇反应釜中研究了苯酚烷基化反应合成 2 ,4二叔丁基苯酚的反应工艺。结果表明 :在强酸性阳离子交换树脂的催化下 ,反应可以在较温和的条件下顺利进行。在温度 3 66K,压力 0 .0 84MPa(常压 ) ,催化剂 /苯酚 (质量比 ) =7.0 %∶ 1 ,以苯酚计的通烯速率为 0 .84 kg/ (kg· h) ,反应器高径比为2 .1∶ 1时 ,2 ,4二叔丁基苯酚的单程收率可达 70 % (以苯酚计 )。将烷基化产物分离后 ,利用副产物间的歧化反应可使主产物的总收率达到 95%     

二甲氧基甲烷合成反应的热力学分析

用Benson基团贡献法估算了二甲氧基甲烷的标准摩尔生成焓ΔfHmθ、标准摩尔熵Smθ和摩尔等压热容Cp,m,计算了缩醛化合成二甲氧基甲烷的标准摩尔焓变ΔrHmθ、吉布斯自由能变ΔrGmθ以及反应平衡常数K与温度T的关联式;用UNIFAC基团贡献模型关联甲醛-甲醇-水-二甲氧基甲烷四元体系液相活度系数。考察了反应温度T以及原料醇醛物质的量比M对甲醛平衡转化率Xe的影响,并与实验数据比较。本热力学分析为二甲氧基甲烷合成的实验研究及生产工艺优化提供了理论指导,并为后续聚甲氧基二甲醚的研究开发奠定了基础。     

甲苯与甲醇侧链烷基化反应热力学分析

采用原子矩阵法确定了甲苯、甲醇侧链烷基化体系的独立反应数,并建立平衡关系,计算了各个反应的平衡常数及反应平衡时平衡组分浓度。经分析表明:体系中绝大多数反应可以自发进行到很高程度;甲醇生成甲醛很困难,而甲醇和甲醛极易分解,提高甲醇的利用率是侧链烷基化反应的关键;适当提高反应温度可以增加苯乙烯选择性;甲醇分解平衡组成中氢气含量很低,并不会影响苯乙烯选择性的降低,提高苯乙烯选择性需要开发高选择性的催化剂,从动力学角度上抑制氢气的生成。     

羟乙基磺酸钠与一甲胺反应的热力学分析

使用Benson基团贡献法对羟乙基磺酸钠与一甲胺反应体系进行了热力学分析,计算了该反应体系的标准摩尔反应焓（■）、标准反应吉布斯自由能（■）以及平衡常数（K）等。结果表明:当反应温度（T）为25~298 ℃时,羟乙基磺酸钠氨解反应为放热反应,反应的■,■均为负值,并且反应自发进行;K随着T升高而降低,虽然降低T有利于该氨解反应的进行,但是T过低,则反应速率减慢,目标产物N-甲基牛磺酸钠的收率下降;反应在此温度区间的总绝热温升小于292.15 K。在工业生产中,一般将该反应的温度、压力相应控制在140~240 ℃,4~12 MPa。     

乙醇氧化羰基化法合成碳酸二乙酯的热力学计算与分析

利用Benson基团贡献法计算了碳酸二乙酯的热力学数据标准生成焓△fH^θm和热容Cp。计算了乙醇氧化羰基化法合成碳酸二乙酯反应的自由能△rG、平衡常数Kp以及CO2、CO和乙醇的平衡转化率。反应△rG^θm在0.1MPa、0～800K范围内均为负值,反应的平衡常数Kp、CO的平衡转化率较大,通过对实际生产中存在的主副反应讨论知：从热力学角度分析温度上升有利于碳酸二乙酯的生成,反之温度降低有利于草酸二乙酯的生成。     

碳酸二甲酯与乙醇酯交换反应体系的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对碳酸二甲酯(DMC)与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯(DEC)反应体系进行了热力学分析,计算了反应的焓变、熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该酯交换反应为放热反应,升高温度不利于DEC的合成。与碳酸甲乙酯(EMC)歧化反应的平衡常数相比,EMC与乙醇酯交换反应的平衡常数较大,反应更易进行。     

碳酸乙烯酯与丁二酸二甲酯耦合反应制备聚丁二酸乙二醇酯预聚体的热力学分析

采用基团贡献法在433K~533K温度范围对碳酸乙烯酯与丁二酸二甲酯耦合制聚丁二酸乙二醇酯反应体系的4个可能的反应进行了反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变(ΔrGθ)及平衡常数(Kp)的计算。结果表明,反应(2)和(4)为放热反应,其ΔrGθ＜0可自发进行,升高温度不利于反应的进行,而反应(1)和(3)为吸热反应,其ΔrGθ＞0,反应不能自发进行。与反应(3)相比,反应(2)的平衡常数较大,反应更易进行。     

CO_2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算了298.15K丙三醇碳酸酯的液态标准摩尔生成焓和标准熵,利用Joback基团贡献法及Sternling-Brown方程计算了丙三醇碳酸酯的液态摩尔等压热容随温度变化的函数关系式。结合文献中的其它热力学数据,计算了由CO2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯反应体系中涉及到的反应焓变、吉布斯自由能变和标准平衡常数以及反应压力。结果表明,该反应在热力学上是不可行的,耦合反应是实现该合成过程的有效方法。