己二酸二甲酯合成反应动力学研究

以对甲苯磺酸为催化剂催化合成己二酸二甲酯，研究了其反应规律.通过对不同实验条件下的多组实验数据进行动力学处理，建立了反应体系不分水条件下的酯化反应动力学模型.计算结果表明，在55～65℃条件下合成己二酸二甲酯的正、逆反应均服从二级动力学模型，正、逆反应的表观活化能和指前因子分别为6.2×10⁴J·mol^-1、4.44×10⁴J·mol^-1、1.382×10⁸、1.003×10⁵.催化剂的用量对正、逆反应的速率常数均有影响，呈线性关系.     

液相合成甲基叔戊基醚本征反应动力学的研究

采用国产大孔磺酸树脂在内循环无梯度反应器对液相合成甲基叔戊基醚本征反应动力学进行了研究 ,主要考察了甲醇浓度及异戊烯中 2 -甲基 - 1-丁烯和 2 -甲基 - 2 -丁烯的不同比例对反应速度的影响 ,试验得出在甲醇浓度较小时 ,随着甲醇浓度增大 ,反应速度逐渐降低 ,到了一临界值后 ,随着甲醇浓度的增大 ,反应速率缓慢增加 ,同时异戊烯的异构化反应速度不是远大于醚化反应速度。根据试验结果 ,经模型筛选和参数估值 ,得出LHHW机理为最佳模型 ,同时对醚化反应的活化能进行了计算 ,得出 2 -甲基 - 1-丁烯和 2 -甲基 - 2 -丁烯醚化反应的活化能分别为 96 .78,10 2 .0 4kJ·mol-1     

柑青醛合成新铃兰醛反应动力学研究

以异丙醇为助溶剂,阳离子交换树脂CT500为催化剂,在消除内外扩散的条件下,在间歇反应釜内对柑青醛直接水合制备新铃兰醛反应动力学进行了研究。考察了搅拌转速、催化剂粒径、反应温度和催化剂质量分数对水合过程的影响。采用LHHW动力学模型对实验数据进行了拟合。采用阿伦尼乌斯公式拟合得到了正、逆反应指前因子分别为0.090 46、5.317 40 mol/(g•s);正、逆反应活化能分别为1.724 7×10⁴、3.391 2×10⁴ J/mol。     

可逆反应辅助煤基乙二醇分离精制——缩醛交换反应动力学

目前煤制乙二醇生产工艺中依然存在分离精制技术难题,即副产物1,2–丁二醇与乙二醇存在共沸现象,且相对挥发度极低,常规精馏分离方法能耗高、收率低、产品质量差。针对此难题,课题组前期提出一种利用可逆反应来强化分离精制的新方法,但该方法中缩醛反应步骤存在缩醛交换过程,对该工艺的设计计算造成较大影响。作者主要针对缩醛反应步骤中的1,2–丁二醇与2–乙基–1,3–二氧戊环的缩醛交换反应动力学进行探究,通过催化剂粒径、研究转速、催化剂用量、反应温度、反应物进料摩尔比例等因素对反应过程的影响,得到了正逆反应的活化能分别为70.48 kJ/mol和80.14 kJ/mol,正逆反应的指前因子分别为3.79×1010 L/(mol·min·g)和1.95×1012 L/(mol·min·g),采用二级拟均相模型可以很好的对实验数据进行拟合。研究结果还表明该反应为可逆放热反应,反应热为–7.83 kJ/mol。通过该反应动力学的研究发现,合理控制反应条件可以有效提高1,2–丁二醇转化率,降低乙二醇转化率,从而实现分离,为该过程的模拟设计提供了可靠的基础数据,有助于工业化推广应用。     

水溶性磺化丙酮-甲醛缩合物的合成及其减水性能

以丙酮、甲醛和亚硫酸氢钠为主要原料合成了水溶性磺化丙酮-甲醛缩合物(SAF)。并对合成条件及原料配比对其减水性能的影响进行了研究。确定了最佳合成条件：采用先丙酮后甲醛的加料方式，n(甲醛)：n(丙酮):n(亚硫酸氢钠)=2：1：0．55；缩合初期反应温度为60～70℃，后期反应温度为85～100℃，反应体系的pH为10。     

可逆反应辅助煤基乙二醇分离精制-缩醛交换反应动力学

目前煤制乙二醇生产工艺中依然存在分离精制技术难题,即副产物1,2-丁二醇与乙二醇存在共沸现象,且相对挥发度极低,常规精馏分离方法能耗高、收率低、产品质量差。针对此难题,课题组前期提出一种利用可逆反应来强化分离精制的新方法,但该方法中缩醛反应步骤存在缩醛交换过程,对该工艺的设计计算造成较大影响。作者主要针对缩醛反应步骤中的1,2-丁二醇与2-乙基-1,3-二氧戊环的缩醛交换反应动力学进行探究,通过催化剂粒径、研究转速、催化剂用量、反应温度、反应物进料摩尔比例等因素对反应过程的影响,得到了正逆反应的活化能分别为70.48 kJ/mol和80.14 kJ/mol,正逆反应的指前因子分别为3.79×10¹⁰ L/（mol·min·g）和1.95×10¹² L/（mol·min·g）,采用二级拟均相模型可以很好的对实验数据进行拟合。研究结果还表明该反应为可逆放热反应,反应热为-7.83 kJ/mol。通过该反应动力学的研究发现,合理控制反应条件可以有效提高1,2-丁二醇转化率,降低乙二醇转化率,从而实现分离,为该过程的模拟设计提供了可靠的基础数据,有助于工业化推广应用。     

β沸石催化合成TAME的宏观动力学

为了生产有利于环境友好的新配方汽油,以适应环境保护的更高要求,为β沸石分子筛催化剂的开发和反应器的设计提供数据,对异戊烯和甲醇在β沸石分子筛催化剂作用下合成TAME液相醚化反应的宏观动力学进行了研究。采用双组分改性的β沸石分子筛(磷的质量分数为1%,钼的质量分数为3%)作催化剂,在考察并消除了内外扩散影响的条件下,温度为60~90℃,在间歇式反应釜内保持压力为1.0 MPa,甲醇与异戊烯合成TAME,得到动力学实验数据。根据Arrehenius方程,采用非线性拟合方法处理实验数据,得到了宏观动力学方程。通过对模型的验证表明,得到的叔碳烯烃醚化反应宏观动力学方程及动力学参数能较好的描述醚化反应过程。     

催化裂化油浆的减粘裂化

在温度为390-440℃的条件下，对催化油浆在不同反应时间的减粘裂化进行了研究，探讨了裂化反应产物（裂化气体、不同馏程的馏分）和缩合反应产物（正庚烷不溶物）与反应时间、反应温度的关系，研究了催化油浆的减粘裂化反应动力学，建立了裂化反应、缩合反应的动力学数学模型，同时初步研究了减压蒸馏残留物对道路沥青性质的影响，并对掺兑不同比例蒸馏残油的渣油沥青性能进行了研究．实验结果表明：随着反应程度的增加，裂化转化率和缩合转化率都提高，并且催化油浆减粘裂化产物的粘度随裂化转化率的上升呈先减小后增大的趋势；裂化反应的反应级数为2．5，裂化反应活化能为161．42kJ／mol；缩合反应的反应级数为1．7，缩合反应的活化能为264．73kJ／mol；在渣油中掺兑一定比例的油浆减粘蒸馏残油，可提高渣油的软化点，降低针入度，并对作为道路沥青重要性能指标的低温延度有明显的改善作用．     

高浓度含酚废水资源化利用

采用两次酚醛缩合-尿醛缩合的方法处理含酚废水,实验室小试考察了酚醛一次缩合的甲醛用量、二次缩合的反应温度、时间、甲醛用量及催化剂含量对除酚效果的影响;尿素投料批数、反应时间、反应温度和尿素/甲醛摩尔比对除醛效果的影响.一次缩合后酚含量可降至8 000 mg/L以下,酚回收率为88.6%.二次缩合后废水酚含量可降至50 mg/L以下,两次缩合后酚总回收率达99.0%,缩合回收的酚醛树脂可作为生产原料回用.用与甲醛等摩尔比的尿素处理两次缩合后的废水,甲醛含量可降至300 mg/L以下,可直接生化处理.中试验证试验表明其结果优于小试,说明小试实验数据可靠.中试试验初步经济衡算表明,每吨废水回收约50 kg酚醛树脂,扣除生产原料和水电等成本费用可获毛利260元左右,具有良好的经济效益.     

催化裂化油浆的减粘裂化

在温度为390～440 ℃的条件下,对催化油浆在不同反应时间的减粘裂化进行了研究,探讨了裂化反应产物(裂化气体、不同馏程的馏分)和缩合反应产物(正庚烷不溶物)与反应时间、反应温度的关系,研究了催化油浆的减粘裂化反应动力学,建立了裂化反应、缩合反应的动力学数学模型,同时初步研究了减压蒸馏残留物对道路沥青性质的影响,并对掺兑不同比例蒸馏残油的渣油沥青性能进行了研究.实验结果表明:随着反应程度的增加,裂化转化率和缩合转化率都提高,并且催化油浆减粘裂化产物的粘度随裂化转化率的上升呈先减小后增大的趋势;裂化反应的反应级数为2.5,裂化反应活化能为161.42 kJ/mol;缩合反应的反应级数为1.7,缩合反应的活化能为264.73 kJ/mol;在渣油中掺兑一定比例的油浆减粘蒸馏残油,可提高渣油的软化点,降低针入度,并对作为道路沥青重要性能指标的低温延度有明显的改善作用.     

氯化1-甲基-3-(2甲-基烯丙基)咪唑的合成工艺条件优化及动力学研究

用单因素和正交试验法对氯化1-甲基-3-(2-甲基烯丙基)咪唑[(MA)MIM]Cl合成过程的工艺条件进行了优化,较优条件为:n(2-甲基烯丙基氯)∶n(N-甲基咪唑)=1.4∶1,反应温度80℃,反应时间3 h.研究了[(MA)MIM]Cl合成反应的动力学模型.结果显示,在均相条件下,此合成反应符合二级反应动力学模型;拟合出了动力学方程,其指前因子A=1.166×108mol.g.min,活化能Ea=75.58 kJ/mol,为设计合成反应器奠定了基础.     

正十八硫醇的合成反应动力学研究

以硫脲和氯代十八烷为原料合成正十八硫醇,在均相反应条件下,开展了其合成反应动力学研究,建立了第一步的反应动力学模型,测得表观反应级数为一级,化学反应动力学方程可表示为rA=-dcA/dt=4.602×1013exp(-13 464.27/T)cA,反应的表观活化能Ea=111.95 kJ/mol,介于一般化学反应活化能40～400 kJ/mol之间,属于化学反应控制过程;并对提出的动力学模型进行了实验验证,结果表明模型可信.     

醋酸丁酸纤维素的酯化及动力学

采用硫酸为催化剂,用正交实验研究了醋酸丁酸纤维素的酯化反应,通过测定其酰基含量分析酯化反应的程度,探讨了酯化反应动力学,并建立了动力学方程。实验得到CAB-381的最佳工艺条件为;10g精制短棉绒恒温括化12h,V（正丁酸）：V（乙酐）=5：1,70℃反应1．5h,水解1h;实验结果表明,醋酸丁酸纤维索的酯化表现为一级连串反应,在本实验条件下,反应的表观括化能Ea=7．92kl／mol,表观反应速率常数k′=7．31×10^-5e^-7920／RT（s^-1）。     

C8H4O5Na2·H2O脱水过程的热分析动力学研究

为了获得一水合5-羟基间苯二甲酸钠(C8H4O5Na2.H2O)固态样品脱水过程的动力学三因子(反应级数n、表观活化能Ea、指前因子A)及相应的动力学方程,应用DSC技术获得化合物4个不同升温速率下的脱水过程曲线,利用多重扫描速率法,以"非模型等转化率法"为基础,采用9种积分法和微分法相结合的热分析动力学方法处理程序进行定量表征.结果显示C8H4O5Na2.H2O脱水阶段的反应为化学反应机理,表观活化能Ea为183.07kJ.mol-1,指前因子A为3.02×1018s-1,动力学方程为(dα/dT)=(3.02×1018)/β(1-α)2exp(-2.202×104/T).     

TiO2/AC光催化剂对卡马西平的降解特性

以椰壳粉末活性炭（PAC）为载体,钛酸丁酯和乙醇为原料,采用溶胶凝胶浸渍法制备负载型光催化剂（TiO2/AC）,并研究其降解模拟废水中微量污染物卡马西平的效果。结果表明：TiO2/AC对卡马西平的处理效果明显优于粉末二氧化钛（TiO2）和活性炭,TiO2/AC对卡马西平的去除率是TiO2的1.7倍。当卡马西平初始浓度为10mg/L时,TiO2/AC的投加量为500mg/L、TiO2的负载量为11.2%、反应pH值为7时,卡马西平去除率达到90.6%。TiO2/AC对不同初始浓度卡马西平溶液的降解过程符合准二级反应动力学,二级反应常数与浓度成反比。利用Langmuir-Hinshelwood（L-H）模型可得出表观吸附平衡常数Ka=9.215×10^3 L/mol,表面反应速率常数Kr=3.678×10^-6 mol/（L·min）,微波辐照是实现催化剂再生的最佳方法。     

苘蒿贮存中维生素C的降解动力学与贮存期预测模型

以茼蒿为研究对象，研究了其中维生素C在贮存过程中的变化规律和其降解动力学，并以此为基础建立茼蒿的贮存期预测模型．结果表明：在5～35℃贮存环境中，茼蒿中维生素C降解符合一级动力学模型，其降解活化能己为56．63kJ／mol，降解速率常数k与温度T之间的关系为k=8．2×10^9e^-6.681/T，以此为基础建立了茼蒿在恒温和变温条件下的贮存期预测模型为lgθ=-0．03458t＋1．2071．本研究结果可为海上平台配送过程中茼蒿贮运温度的选择和贮存期的预测提供理论依据．     

污泥微波热解半焦吸附亚甲基蓝动力学

研究了不同影响因素下活性污泥微波热解残余半焦吸附亚甲基蓝的动力学.结果表明：吸附过程符合伪二级动力学模型,延长微波作用时间和升高热解温度有利于提高污泥半焦的吸附能力.当热解时间从5 min增加到15 min,吸附速率常数从4.2×10-4提高到5.24×10-4 g/（mg.min）,而当热解温度从437℃升高到603℃,吸附速率常数从1.05×10-4提高到5.24×10-4g/（mg.min）.此外,亚甲基蓝的吸附活化能为6.30 kJ/mol,说明吸附过程主要为物理吸附.     

己二酸废料乙醇酯化反应动力学研究

以对甲苯磺酸为催化剂,甲苯为带水剂,过量的乙醇和生产环己酮的副产混合二元酸为原料进行酯化反应合成以己二酸二乙酯为主的产物。通过反应动力学实验,建立了分水条件下酯化合成反应的动力学模型。结果表明此条件下表现为二级不可逆反应,测出了反应的表观活化能Ea=38.63 kJ/mol,指前因子k0=1.277×10-4L·mol-1·min-1,为反应器设计提供了基础数据。     

用HZSM-5沸石分子筛催化水解乙酸乙酯的反应动力学研究

在常压、３２８～３４８Ｋ温度范围内,研究了用ＨＺＳＭ－５ 沸石分子筛作催化剂的乙酸乙酯催化水解宏观反应动力学, 建立了动力学模型。研究了水酯比、反应温度和催化剂浓度等因素对催化水解的影响。实验数据采用拟均相二级反应动力学模型进行回归,得出乙酸乙酯催化水解的正逆反应活化能为２８．５ｋＪ·ｍ ｏｌ－ １和２２．５ｋＪ．ｍ ｏｌ－ １。与催化剂浓度关联的最终速率表达式为：Ｋ＋ ＝ （７．２８５７９×１０－ ９Ｃ－ ４．３６３７２×１０－ ７）ｅｘｐ（－ ３．４２８／Ｔ）Ｋ－ ＝ （７．８１４６５×１０－ ９Ｃ－ ３．５１２８５×１０－ ７）ｅｘｐ（－ ２．７０６／Ｔ）