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。     

氢型沸石上乙基环己烷的异构化

对乙苯转化型C8芳烃异构化催化剂及工艺中乙苯转化为二甲苯的中间体--乙基环己烷的异构化进行了研究,结果表明,乙基环己烷异构化反应所需的固体酸组元中,丝光沸石适宜的硅铝比为10.0～12.3,适宜的交换度为69%～82%;对比考察的ZSM-5沸石、SAPO-11和β沸石不适于作为异构化的活性组元;乙基环己烷异构化反应主要是通过五元环的中间体进行异构化,乙基环己烷异构为五元环为控制步骤.     

1,4-环己烷二甲酸催化加氢制备1,4-环己烷二甲醇的热力学分析

采用Constantinou-Gani基团贡献法和Rozicka-Domalski基团贡献法计算了1,4-环己烷二甲酸(CHDA)加氢制备1,4-环己烷二甲醇(CHDM)过程中涉及的主副产物的标准摩尔生成焓、标准摩尔蒸发焓和摩尔定压热容;分别计算了CHDA加氢反应体系中各反应的焓变、Gibbs自由能变和平衡常数。计算结果表明,在373.15~573.15 K内,CHDA加氢体系中的各反应均为放热反应,主反应为可逆反应,副反应为不可逆反应。计算了不同反应温度和氢分压下CHDA加氢生成中间产物4-羟甲基-环己烷甲酸(CHMA)及CHMA加氢生成CHDM的平衡转化率。实验结果表明,降低反应温度和提高氢分压均有利于反应物CHDA和中间产物CHMA平衡转化率的提高。     

离子液体中甲基环己烷脱氢催化剂的研究

以[EMIM]Br合成了[EMIM]PF)_6及相应的PtB离子液体催化剂体系。IR、HPLC、~1H NMR分析表明所合成的物质为目标离子液体;透射电镜(TEM)显示[BMIM]PF_6中制备的PtB纳米颗粒粒径大小均匀,平均粒径大约10 nm左右;在常压、240～300℃、油剂质量比为100:1的条件下进行甲基环己烷的脱氢反应,结果表明[BMIM]PF_6-PtB催化剂体系具有良好的脱氢活性。     

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。     

乙基环己烷在择形分子筛上的异构化反应

通过乙基环己烷（ECH）在ZSM-5、MOR、EU-1三种分子筛上的反应,考察了三种分子筛的不同反应性能。采用X射线衍射（XRD）,N2-吸附（BET）,NH3-TPD,Py-IR吸附及热重方法表征了分子筛的结构和酸性。结果表明：在ECH反应的复杂网络中,分子筛的孔道结构会对反应产物分布有重要影响。ECH异构化反应需要大量中强酸中心和较大的反应空间,十二元环孔道的MOR和十二元环侧笼的EU-1分子筛具有较好的异构化反应性能。综合比较,三种分子筛中,在EU-1分子筛上的ECH转化率和C8异构选择性较高。     

膜反应器中环己烷脱氢反应的热力学分析

对膜反应器的指标反应——环己烷脱氢生成苯进行了热力学分析,计算了反应体系在不同温度条件下的吉布斯自由能变、平衡常数及不同H2移出率时环己烷的平衡转化率,据此比较了膜反应器相对于固定床反应器在提高环己烷平衡转化率方面的潜力,并进一步分析了膜反应器内不同H2移出率时环己烷平衡转化率相对于固定床反应器增加的百分点数及不同H2移出率对反应苛刻度的影响。结果表明,膜反应器可有效地提高环己烷的平衡转化率,并可降低反应的苛刻度,具有良好的工业应用前景。     

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。     

对苯二甲酸催化加氢制备1,4-环己烷二甲酸的热力学分析

采用Constantinou-Gani基团贡献法和Rozicka-Domalski基团贡献法计算了对苯二甲酸(TA)加氢制备1,4-环己烷二甲酸(CHDA)过程中可能涉及的主副产物的标准摩尔生成焓、标准摩尔蒸发焓和定压热容。在373.15~573.15 K的温度下,分别计算了TA加氢反应体系中各反应的焓变、Gibbs自由能变和平衡常数。计算结果表明,在373.15~573.15 K温度范围内,TA加氢反应以苯环加氢反应和脱羧基反应为主。TA加氢生成CHDA的反应是放热反应,低温有利于该反应的进行,而TA脱羧基生成苯甲酸的反应是吸热反应,高温有利于该反应的进行。但因低温不利于TA的溶解,综合考虑,选择TA加氢制备CHDA的反应温度为493.15~523.15 K较适宜。     

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。     

甲基环己烷催化裂化的研究进展

详述了近年来国内外在甲基环己烷(MCH)催化裂化转化途径和机理研究中取得的成果。从单环环烷烃的催化裂化反应机理出发,分析了不同催化剂和工艺条件下的MCH转化反应特点。在催化裂化条件下,MCH主要发生开环、β-裂化、氢转移、异构化、烷基转移和脱烷基等六大类反应。着重讨论了MCH在不同催化体系下的反应性能、反应机理及动力学模型的建立;在此基础上,进一步总结了典型的MCH催化裂化反应网络。展望了环烷烃催化裂化催化剂研制和工艺优化的发展方向。     

甲基环己烷催化裂化分子水平反应动力学模型的建立

在深入研究环烷烃催化裂化反应机理的基础上,采用反应族的概念制定了针对单环环烷烃催化裂化反应规则,并结合量子化学计算建立了甲基环己烷分子水平的催化裂化反应动力学模型。在2种催化体系下的模型模拟结果表明,主要的反应产物摩尔流率的预测值与实验值吻合良好,模型的相关系数分别为0.92、0.82。回归得到了12类甲基环己烷催化裂化反应动力学参数值。该参数值可以用于其他环烷烃催化裂化反应体系,为进一步建立单环环烷烃催化裂化反应动力学模型提供数据支持。     

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。     

碳酸二甲酯与1,5-戊二醇制备聚(碳酸1,5-戊二醇酯)二醇预聚反应的热力学计算与分析

利用Benson基团贡献法和Joback基团贡献法对以DMC与1,5-戊二醇为原料制备聚(碳酸1,5-戊二醇酯)二醇预聚反应的焓变(△_rH~θ)、熵变(△_rS~θ)、反应吉布斯自由能变(△_rG~θ)及平衡常数(K_p)进行了计算。结果表明,在373~473 K,主反应的焓变均为负值,为放热反应,升高温度不利于反应的进行。甲基羟戊基碳酸酯(MHPC)与1,5-戊二醇反应的平衡常数明显比MHPC歧化反应的大,这表明MHPC上羟基的反应活性低于1,5-戊二醇分子上的羟基。因此,DMC与1,5-戊二醇预聚反应的可能机理是1,5-戊二醇分子上的羟基氧进攻DMC分子上的羰基碳反应生成MHPC,MHPC进一步与1,5-戊二醇反应生成预聚体二羟戊基碳酸酯。     

2—甲基—6—乙基苯胺和2,6—二乙基苯胺的合成技术及应用

重点介绍了 2 -甲基 - 6 -乙基苯胺和 2 ,6 -二乙基苯胺的合成技术及其在农用除草剂生产方面的应用 ,并简要分析了这两种产品的生产和市场。     

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。     

微孔金属镍膜反应器中环己烷脱氢反应的研究

研究了以微孔金属镍膜构成的膜反应器．考察了微孔金属镍膜对环己烷脱氢反应混合气的透气性能及对反应转化率的影响。研究结果表明，苯、环己烷及氢在微孔金属镍膜的透过常数随温度的增加而加大，在２２０℃时，环己烷、苯、氢的透过常数之比为１：１．１：３．９，其透过常数较之一般的微孔膜高出１—２个数量级。在环己烷脱氢反应中，微孔镍膜反应器能明星移动化学平衡，在一定反应条件下，环己烷的脱氢转化率明显地随反应侧与吹扫侧流速的改变而改变。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

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。     

萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯工艺过程的模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件,采用双塔流程,以苯酚为萃取剂,对萃取精馏分离甲基环己烷(MC)和甲苯(MB)的过程进行模拟计算,并用实验验证。考察了萃取精馏塔的萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)和回流比等因素对分离效果的影响。在满足MC产品的纯度和收率均达到99%的条件下,模拟优化的结果为:理论塔板数为24块,原料在第17块板进料,萃取剂在第5块板进料,溶剂比3.08,回流比5。模拟结果与实验数据吻合较好,说明采用的模拟方法适用于MC和MB混合物萃取精馏过程的模拟。