硫酸氢钠催化合成乙酸乙酯动力学研究

在间歇反应釜中以硫酸氢钠为催化剂,乙醇和乙酸为原料催化合成乙酸乙酯。在消除内外扩散影响的前提下,以初始速率法回归动力学方程。在催化剂过200目分子筛,实验转速为200 r/min条件下,反应内外扩散可以消除。在实验范围内获得动力学方程参数为:活化能33609.35 J.mol-1,指前因子k0=24874.29 mol-1.L·min-1,反应动力学方程为:-rA=(0.0657x-0.00746)×2487.29×e-33609.35/RT×(CACB-CECW/3.51)。     

结炭B-02催化剂烧炭再生本征动力学模型

以工业两段绝热床中运行近4000h的结炭B—02催化剂为研究对象,利用内循环无梯度反应器,求得催化剂烧炭再生本征动力学模型.由于催化剂中的结炭是多核芳烃,因此可简单地以碳氧化和氢氧化的动力学方程表征烧炭再生动力学模型.碳氧化动力学方程为-dN_c/N_Cdt=K_Cp_(O_2)~(0.3)(N_C/N_C)~1.3式中,一段催化剂 K_C=13.37exp[-78.97×10~3/(RT)]二段催化剂 K_C=96.54exp[-89.30×10~3/(RT)]氢氧化动力学方程为-dN_H/N_Hdt=K_H(N_H/N_H)~1.1式中,一段催化剂 K_H=0.48exp[-39.04×10~3/(RT)]二段催化剂 K_H=4.79exp[-52.03×10~3/(RT)]     

FTH-2催化剂上重芳烃烷基转移反应动力学研究

对在FTH-2催化剂上重芳烃烷基转移反应的本征动力学进行了研究。在排除内外扩散影响后,结合变空速实验确定反应的主反应,并进行动力学实验,建立动力学模型,采用常微分方程的参数估值法进行参数估值,利用Matlab编程对参数进行优化计算,并检验模型参数,确定苯与重芳烃的烷基转移反应的本征动力学方程为:r_1=1.3027×10~4exp(-6.927/RT)·y_(TIPB)~(0.73)·y_B~(2.41)·y_(IPB)~(-0.64)     

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）。     

Cu-K/Al_2O_3催化剂上溴甲烷合成二甲醚的失活动力学研究

采用Cu-K/Al2O3催化剂,在固定床积分反应器上进行溴甲烷合成二甲醚的动力学实验,反应温度(463.15~523.15)K条件下,得出主反应的宏观动力学方程:r=1.1+2.8×10-3T-4.4exp(-21.5/RT)pCH3Br,主反应的活化能约为21.5 k J·mol-1。对主反应宏观动力学方程进行统计检验,结果表明,在给定99%的置信度下,方程显著、可信。失活前后的XRD表征结果表明,催化剂晶相由Cu O转变为Cu Br2是导致催化剂失活的主要原因。采用独立失活机理描述催化剂失活速率方程,通过回归得到各项参数,建立了适用于Cu-K/Al2O3催化剂上溴甲烷合成二甲醚的失活动力学方程:r=[-1.1+2.8×10-3T-4.4exp(-21.5/RT)pCH3Br]×exp(-2.1×10-3t)。     

活性炭负载硫酸氢钠催化合成乙酸苯甲酯研究

通过浸渍法制备了负载型催化剂(NaHSO4/C),并将其应用于乙酸苯甲酯的合成,考察了催化剂用量、反应温度、酸醇物质的量比对反应酯化率的影响,并获得了动力学方程,结果表明:在乙酸与苯甲醇的物质的量比为1∶3,催化剂用量为1.8g/0.15mol乙酸,反应温度80℃,带水剂用量20mL的条件下酯化率达到92.9%。动力学方程表达式为:-rA=-dcAdt=1.366×107exp(-76070/RT)cAcB,反应活化能为76.07kJ/moL,指前因子为1.366×107 L/(moL·s)。     

吡啶为助剂合成甲酸甲酯的动力学研究

在60～90℃对以吡啶为助催化剂由一氧化碳合成甲酸甲酯的反应进行了动力学研究。结果表明该反应为2级反应,速率方程rυ=-dpco/dt=k[MOH]pco,无助催化剂时反应活化能Ea=67.63kJ/mol,反应速率常数k=9.66×106exp(-67.63×103/RT)(mol-1·L·min-1);当有助催化剂存在时,反应活化能为Ea=61.19kJ/mol,反应速率常数k=8.82×106exp(-61.19×103/RT)(mol-1·L·min-1)。并对助催化剂吡啶的助催化机理进行了探讨。     

硫酸钙晶须催化合成醋酸正丁酯的动力学研究

以改性硫酸钙晶须作为催化剂,通过酯交换反应合成醋酸正丁酯,研究反应过程的化学反应动力学。结果表示反应条件为,当酯醇摩尔比为2,硫酸钙晶须添加量为反应总量的3%,超声波频率为25 kHz,反应温度为110℃,反应时间为6h时,得到该反应的活化能Ea=5.243kJ/mol,指前因子k_0=3.8496×10~3mol~(-1)·L·h~(-1),并最终建立了以硫酸钙晶须为催化剂合成醋酸正丁酯r=3.8496×10~3exp(-5243/RT)c_Ac_B。     

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。     

骨架锌Zn-HZSM-5分子筛催化剂上甲醇制汽油反应动力学（英文）

通过水热晶化法,合成含有骨架杂原子Zn的Zn-HZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、BET、NH3-TPD表征催化剂结构和物化性能,在微型固定床反应器中测定催化剂的甲醇制汽油反应性能和反应动力学数据,研究Zn-HZSM-5分子筛催化剂的甲醇制汽油本征反应动力学。结果表明,杂原子Zn引入ZSM-5分子筛骨架后增加对产物汽油选择性有利的弱酸量。采用Chen and Reagan建立的甲醇制汽油三集总动力学模型,通过四阶龙格库塔法和最小二乘法对实验数据的回归,计算反应速率常数为k_1=1. 154×10~(12)exp (-97600/RT),k_2=0. 687×10~(12)exp (-105200/RT)和k_3=1. 739×10~7exp (-84700/RT)。以目标残差函数OF参数值为检验模型的标准,模拟值和实验值的相关系数R~2均在0. 993以上。因此Chen and Reagan建立的甲醇制汽油三集总动力学模型可以准确描述Zn-HZSM-5分子筛催化剂的甲醇制汽油反应动力学行为。     

TS-1分子筛催化环己酮氨肟化反应的失活动力学

采用间歇反应器,对液相环己酮氨肟化过程中TS-1分子筛的催化活性变化规律进行了考察,在失活原因分析的基础上建立失活动力学模型:rde=1.01×1014exp(-1.17R×T105)C0A.76C0B.82C0C.38a1.64,并对模型参数进行估值。     

醋酸甲酯水解反应及产物分离工艺的改进研究

针对现有的醋酸甲酯水解反应及产物分离工艺提出一种反应与精馏结合的改造方案。使用工厂提供的进口阳离子交换树脂作为催化剂在间歇反应器中对醋酸甲酯水解反应动力学进行了研究,结果表明,反应平衡常数随着温度的升高而增大,温度对反应速率的影响符合Arrhenius公式,反应速率与催化剂用量呈线性关系。在消除外扩散的影响下得到了醋酸甲酯非均相水解的反应速率方程为:dcMeAc-r=-1dt=k(cMeAccH2O-cMeOHcHAc/K)Mk=4.95954×105exp(-69682.7/RT)m6·kmol-1·min-1·kg-1K=exp(1.44707-1114.9/T)在此基础上通过模拟计算对改进工艺进行研究并确定,理论塔板数为20块的精馏塔和第二水解塔结合后进料位置为第10块塔板,侧线采出位置为第2～9块塔板,适宜回流比为1 2603。经比较表明,新工艺比原工艺节约能耗8 33%。     

正庚烷在镍系水蒸汽转化催化剂上的恒速积碳和随即恒速消碳的动力学研究

本文研究了460—550℃,一个大气压下,正庚烷在国产RKN催化剂上,水蒸汽转化过程中的积碳和随即的水蒸汽消碳动力学.得到了无水蒸汽下恒速积碳速率γ_0=1.99×10~7exp[-16100/RT]P_(Hep)~(0.97)kg(C)/kg(cat.)h,有水蒸汽下的恒速积碳速率γ_c=4.71×10~6exp[-18600/RT]P_(Hep)~(0.94)P_(H_2O)~(-0.96)kg(C)/kg(cat.)h;以及无水蒸汽下积碳累积量约40mg后,用水蒸汽消碳的恒速消碳速率γ_0~’=3.75×10~8exp[-30000/RT]kg(C)/kg(cat)h,和有水蒸汽时积碳约40mg后,即用水蒸汽消碳的恒速消碳速率γ_c~’=4.52×10~8exp[-29600/RT]×[1十0.27×ln(P_(Hep)/P_(H_2O))]kg(C)/kg(cat)h的动力学方程式.讨论了反应级数、反应活化能和指前因子以及水蒸汽的作用.提出了水蒸汽的作用不单是气化已生成的积碳,其更本质的作用是抑制和消除碳须核(Carbon fibre nuclei)的形成和生长的观点.     

2-巯基吡啶镉(Ⅱ)、汞(Ⅱ)配合物的热分解动力学研究

采用TG-DTG技术研究了2-巯基吡啶镉(Ⅱ)、汞(Ⅱ)配合物在氮气气氛中的热分解机理及非等温动力学。采用积分法(Coats-Refern方程,HM方程,MKN方程)和微分法(Achar方程)对非等温动力学数据进行了分析,得到了配合物第一步热分解反应的机理函数、动力学参数和热分解动力学方程。结果表明:其热分解过程属F2(化学反应)机理控制,非等温热分解的动力学方程为dα/dT=A/β.e-E/RT(1-α)2,其中镉(Ⅱ)配合物的表观活化能E=86.35 kJ/mol,指前因子A=4.72×107s-1;汞(Ⅱ)配合物的表观活化能E=189.67 kJ/mol,指前因子A=3.79×1018s-1。     

液化竹基酚醛树脂/竹粉复合体系固化动力学研究

采用非等温差热分析(DTA)研究了竹粉(PB)对液化竹基酚醛树脂(PBF)固化行为及固化动力学的影响,求出固化反应的表观活化能、反应级数及频率因子等参数,进而建立了复合体系的固化反应动力学模型。实验结果表明:加入竹粉后,体系的固化峰顶温度、表观活化能、反应级数和频率因子分别降低至110.5℃、57.27kJ.mol-1、1.0079、1.99×105 s-1(纯PBF树脂的上述指标分别为122.5℃、63.46 kJ.mol-1,1.0173和8.04×105 s-1),竹粉的加入加速了PBF的固化反应过程。     

Kinetics of 2,2,6,6‐Tetramethylpiperidine Oxidation over Sn2+ on Ion Exchange Resin

The oxidation of 2,2,6,6‐tetramethylpiperidine (TEMP) over Sn²⁺ on ion exchange resin is carried out in a batch reactor. The influence of the reactant concentrations, reaction temperature and catalyst amount is investigated. Within the temperature range studied, 303–323 K, the reaction follows the second order kinetic equation ‐r_TEMP = kC_TEMPC_H2O2, with reaction rate constant k = 2.2 × 10⁷exp (‐51200/RT) L/mol h. We propose a reaction mechanism different from that for catalyzation by tungstate. The catalyst likely forms complexes with hydroxyl radicals, keeping their concentration steady. At the same time, the catalyst also decreases the decomposition of hydrogen peroxide caused by high temperatures and the reactant 2,2,6,6‐tetramethylpiperidine itself.     

己二酸二正辛酯的催化合成及反应动力学

以己二酸和正辛醇为原料,环境友好型磷钨杂多酸为催化剂,甲苯为带水剂,合成了己二酸二正辛酯。由均匀设计法设计实验,考察了醇酸摩尔比,催化剂用量,带水剂用量和反应时间对酯化率的影响,经单因素实验优化得到的最佳工艺条件为:醇酸摩尔比2.8:1,催化剂用量为酸质量的1.2,带水剂用量为酸质量的75,反应时间3h,酯化率达99.23。同时建立了该酯化合成的表观动力学模型,得到的反应速率方程为:r=-dcA/dt=2.657×1010e-94998/RTcAcBmol/(L.min)。     

4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶非均相催化氧化动力学研究

在搅拌釜式间歇反应器中研究了以负载Ｍｇ２＋的ＨＤ－８型阳离子交换树脂为催化剂的 ４－ＯＨ－ＴＭＰ非均相氧化反应动力学。探讨了该反应的反应机理,推导出４－ＯＨ－ＴＭＰ催化氧化动力学方程。其速度方程可表示为ｒ＝ｋＣＡＣＢ。从实验中得到反应活化能 Ｅａ＝５０．９６ｋＪ／ｍｏｌ,反应速率常数 ｋ＝８．５２×１０３ｅｘｐ（－５０．９６／ＲＴ）,反应速率常数与催化剂用量之间的关系为ｋ＝３８．６＋６．１９ｗ－０．６４ｗ２。