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。     

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。     

二甲胺与乙酸(乙酸酐)反应的热力学分析

使用Benson基团贡献法和Waston经验公式对二甲胺与乙酸(乙酸酐)反应的标准反应焓变、标准反应吉布斯自由能变和反应平衡常数等热力学数据进行了计算与分析。结果表明,在20~160℃,反应焓变均为负值,说明该反应为放热反应;随着反应温度升高,释放的热量逐渐减少;反应吉布斯自由能变均保持负值,反应可自发进行;反应平衡常数随着反应温度升高逐渐减小,20~40℃反应平衡常数较大,故适合常温反应。     

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。     

二甲醚氧化反应的热力学分析

用Benson基团贡献法估算了甲缩醛和乙二醇二甲醚的标准生成热△fHθm、标准熵Sθm和摩尔等压热容Cp,m。计算了不同温度下的二甲醚部分氧化和完全氧化反应的标准摩尔焓变△rHm、吉布斯自由能变△rGm和反应平衡常数K,分析了各热力学参数与其温度之间的关系,考察了反应压力和原料气配比对二甲醚平衡转化率的影响,同时把计算结果与二甲醚在VOx-SnO2/MgO选择氧化的实验数据进行了对比分析,为二甲醚部分催化氧化反应合成乙二醇二甲醚、甲缩醛以及完全氧化的反应提供了理论依据。     

环己烷、甲基环己烷和乙基环己烷脱氢反应的热力学计算

采用Benson基团贡献法计算了苯、甲苯和乙苯的标准摩尔生成焓和绝对熵;并计算了不同反应温度和压力条件下,环己烷、甲基环己烷和乙基环己烷脱氢反应的标准摩尔反应焓变、标准摩尔吉布斯自由能变和平衡常数。结果表明:环己烷、甲基环己烷和乙基环己烷脱氢反应均为吸热反应;3个脱氢反应的标准摩尔反应焓变、标准摩尔吉布斯自由能变和平衡常数,随反应压力和温度变化趋势相近;在300～1 000 K和0.5～30.0 MPa的条件下,升高反应温度有利于脱氢反应进行,升高反应压力不利于脱氢反应进行。     

烯烃、二氧化碳及氢气反应体系的热力学分析

基于Benson基团贡献法,计算了环己烯、乙烯、二氧化碳及氢气参与反应中可能涉及物质的热力学数据ΔfHm0、Sm0、Cp,m。对二氧化碳存在下的环己烯、乙烯与氢气可能存在的各种反应的ΔrGm、Kp进行估算,并对这些反应的可行性和反应程度进行了分析,讨论了温度和压力对反应的影响。研究表明低温高压对体系中各反应有利,二氧化碳氢化形成一氧化碳、甲酸,羧酸氢化形成醛是热力学不利的反应,烯烃氢化形成烷烃、醛氢化成醇、烯烃与二氧化碳、一氧化碳反应形成羧酸及醛在一定温度范围内是热力学有利的反应。烯烃的结构对反应热力学也有很大影响,乙烯比环己烯更易甲酰化。     

苯酚与碳酸二乙酯烷基化反应的热力学分析

用Benson基团贡献法计算了苯酚与碳酸二乙酯(DEC)烷基化反应相关物质的标准摩尔生成焓ΔfHθm、标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGθm和等压摩尔热容Cp,m。计算了300K～1000K和5MPa～30MPa范围内,烷基化反应的焓变ΔrHθm、自由能ΔrHθm及平衡常数lnKθ。结果表明:苯酚与DEC的烷基化反应是可以自发进行的,且C烷基化反应的平衡常数远高于O烷基化反应;随着压力的升高,各反应的自由能均略有增加,说明升高压力不利于烷基化反应的进行。为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。     

对硝基苯乙醚合成过程热力学分析

通过Yoneda基团贡献法,以苯为骨架基团,计算对硝基苯乙醚等物质热力学参数;采用Fedors和Rozicka-DomMski基团贡献法来计算相关物质呈液态时的生成焓、熵值和热容与温度的关系式,得出在温度范围为313.15~383.15K时,主副反应的反应焓变、吉布斯自由能和平衡常数与温度的关系。结果表明:在研究温度范围内主副反应都为放热反应;主反应吉布斯自由能小于副反应,主副反应都可自发进行;主反应平衡常数在数量级上大于副反应,说明主反应进行程度高于副反应。     

邻甲氧基环己醇液相脱氢制备愈创木酚的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算了邻甲氧基环己醇和愈创木酚的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔等压热容,确定了反应焓变、吉布斯自由能变和平衡常数与温度的函数式;利用UNIFAC基团贡献模型建立了邻甲氧基环己醇-愈创木酚-水三元体系液相活度系数关联式;考察了氢分压、温度及水醇比对脱氢平衡转化率的影响。实验结果表明,对邻甲氧基环己醇催化脱氢制备愈创木酚的液相反应体系,随温度的升高,平衡常数逐渐增大,在温度低于458 K时,平衡常数远小于1;降低氢分压、增加水醇比均可提高反应的平衡转化率。为邻甲氧基环己醇脱氢制备愈创木酚反应过程研究及生产工艺开发提供了理论依据。     

甘油与氯化氢合成二氯丙醇热力学分析

利用Benson基团贡献法计算了298K时气态二氯丙醇的标准熵;利用Rùzicka-Domalski基团贡献法计算了二氯丙醇液态的摩尔等压热容。结合其他已知的热力学数据,计算了由甘油合成二氯丙醇反应中涉及的反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变和标准平衡常数。结果表明,该反应是一个放热反应;反应在298K~408K范围内是热力学上可自发进行的反应;反应的适宜温度为373K~408K。     

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。     

烷基苯磺酸钠储罐内防腐蚀涂层失效原因分析

针对大庆油田工程有限公司三元配注站烷基苯磺酸钠储罐内防腐蚀涂层脱落的问题,开展了现场调查、测试与室内分析试验.现场调查发现,储罐中下部和搅拌器叶轮相对位置的内防腐蚀涂层大面积连续脱落,并有明显的分界线,说明涂层脱落与搅拌时产生的剪切力有关;涂层失效部位附着力较低,说明涂层附着力受到介质的破坏作用;室内试验分析发现,失效涂层多有微孔、微裂纹等缺陷,同时,烷基苯磺酸钠溶液表面能较低,说明烷基苯磺酸钠溶液容易渗入涂层,并造成涂层和金属基体之间附着力降低.经综合分析后认为,烷基苯磺酸钠对涂层有较强的浸润作用,可渗入到涂层与金属基体之间后,降低它们之间的附着力,受到搅拌器产生的剪切力作用后造成涂层脱落.     

合成聚丁二酸丁二醇酯的热力学分析

采用基团贡献法分别对丁二醇与丁二酸(反应(1))、丁二醇与丁二酸酐(反应(2))和丁二醇与丁二酸二甲酯(反应(3))合成聚丁二酸丁二醇酯的反应进行了热力学计算与分析,得到了298.15~498.15 K内的反应摩尔焓变、摩尔Gibbs自由能变以及平衡常数与温度的关系。分析结果表明,反应(1)~(3)均可自发进行;反应(2)放热,反应(1)和(3)在液态时放热,在气态时吸热;反应(1)~(3)的平衡常数较大,表明反应进行的可行性;反应(2)的摩尔Gibbs自由能变更小,平衡常数更大,表明该反应更容易发生。