001×7(732)阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解反应过程模拟与优化

在充分搅拌和可忽略粒度影响条件下,测定了间歇搅拌反应釜中001×7(732)阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解反应动力学数据,建立了其拟均相与非均相反应动力学模型,进行了模型筛选和参数估值.结果表明,醋酸甲酯与水均吸附,表面反应为控制步骤的非均相反应动力学模型能较好地拟合实验数据,并满足统计检验.根据优选的反应动力学模型,对醋酸甲酯水解过程进行了模拟计算,考察了反应温度、树脂浓度、水酯摩尔比对水解过程的影响,得到的优化反应条件为:反应温度55℃、树脂浓度260 g·L-1、水酯摩尔比1.5∶1.此时反应90 min接近醋酸甲酯平衡水解率34.8%.     

NKC-9离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学研究

用间歇搅拌釜式反应器对醋酸甲酯在离子交换树脂NKC-9上的水解动力学进行了实验测定，考察了反应温度、水酯物质的量比和催化剂用量对醋酸甲酯水解率的影响。在消除内外扩散影响的条件下，得到了拟均相反应条件下的醋酸甲酯水解动力学方程。     

用离子交换树脂催化水解醋酸甲酯的反应动力学研究

研究了在常压下、温度为３０８～３２８Ｋ的范围内，用阳离子交换树脂作催化剂的醋酸甲酯催化水解宏观反应动力学。建立了实验条件下的动力学模型。研究了反应温度、催化剂浓度、水酯比、催化剂装填方式及进料中含甲醇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，得出醋酸甲酯催化水解的正逆反应活化能为３５．５和２９．５ｋＪ／ｍｏｌ。与催化剂浓度关联的最终速率表达式为：ｋ＋＝（５．３９２７９×１０－１０Ｃ－２．０７２０５９×１０－８）ｅｘｐ（－４．２７０／Ｔ）ｋ－＝（５．９１０６６×１０－１０Ｃ－１．５１５４３×１０－８）ｅｘｐ（－３．４２８／Ｔ）     

精对苯二甲酸生产中副产物醋酸甲酯催化精馏水解研究

在间歇搅拌釜反应器中考察了不同强酸性阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解效果的影响,选择Amberlyst 35型阳离子交换树脂为水解催化剂.建立了催化精馏实验装置,反应段采用捆扎包装填方式,考察了塔结构、进料水酯比、回流进料比和空速对催化精馏效果的影响.结果表明,催化精馏水解合适的条件为醋酸甲酯从反应段底部进料,水从反应段顶部进料,反应段6块理论板,提馏段5块理论板,空速0.36 h-1,进料水酯物质的量比5,回流进料体积比3,醋酸甲酯的水解率可以达到61.6%.使用Aspen Plus软件对醋酸甲酯催化精馏水解过程进行模拟,模拟值和实验值吻合较好.     

醋酸甲酯水解催化反应精馏模拟

采用非平衡级速率模型对醋酸甲酯水解过程进行了模拟计算，考察了进料水酯比、回流进料比等对醋酸甲酯水解率及塔釜醋酸浓度的影响，得到了优化的工艺条件。     

催化剂填料催化乙酸甲酯水解的动力学研究

采用间歇搅拌釜反应器在40~55的温度范围内以强酸性催化剂填料为催化剂研究了乙酸甲酯的水解动力学规律。实验在原料水与乙酸甲酯的摩尔配比0.5:1~2:1范围内考察了低水浓度时的动力学结果,并采用了较小的粉状催化剂颗粒和较高的搅拌速度以消除内外扩散阻力。实验结果分别用均相动力学模型和基于Langmuir- Hinshelwood 理论的非均相动力学模型进行拟合,得到了两者的模型参数。统计检验发现在水浓度不太高的条件下基于单点吸附理论的表面反应是最关键的控制步骤,此时用非均相动力学方程来拟合实验数据比较准确,而传统上采用的均相动力学方程拟合精度较差,只有在水浓度很高的条件下才能适用。     

醋酸甲酯合成的反应动力学

醋酸甲酯是重要的工业原料,作为高纯度醋酸甲酯合成的基础研究。研究了在常压、温度40~55℃下,用阳离子树脂作为催化剂催化反应合成醋酸甲酯的本征反应动力学。通过改变搅拌速度和离子直径,消除了内外扩散的影响,得到了基于Langmuir-Hinshelwood吸附理论的用活度代替浓度的通用动力学模型。经过实验研究表明,醋酸甲酯合成反应为放热反应,平衡常数K随温度的升高而降低。通过拟合得到醋酸甲酯合成反应的活化能为59.234 kJ·mol-1。     

树脂催化草酸二乙酯水解动力学

针对Amberlyst-15树脂为催化剂的草酸二乙酯水解过程进行了研究,考察了催化剂用量、水酯比及温度对反应的影响。结果表明Amberlyst-15的加入能明显提高水解速率。草酸二乙酯水解反应为连串反应,草酸单乙酯为中间产物。基于树脂催化反应特点提出了包含离子交换树脂催化作用和水解产生的草酸的催化作用在内的动力学模型。通过实验数据的回归获得动力学参数,模型计算与实验数据的平均相对偏差<0.06,表明该模型适用于草酸二乙酯树脂催化水解动力学规律的描述。     

阳离子交换树脂催化合成甲基丙烯酸异冰片酯动力学

在间歇反应釜中，采用阳离子交换树脂（CT800）为催化剂，对莰烯与甲基丙烯酸合成甲基丙烯酸异冰片酯反应动力学进行了研究。考察了搅拌速度、催化剂粒径、反应温度、催化剂浓度对酯化反应的影响。在消除内、外扩散影响的条件下，采用拟均相动力学模型对实验数据进行了处理，得到了主反应及主要副反应的动力学方程。     

丙酸甲酯水解反应动力学研究

为了给工业中水解丙酸甲酯提供动力学支持,文中研究了以NKC-9型阳离子交换树脂为催化剂水解丙酸甲酯的动力学过程。在消除内外扩散的影响下,考察了转速、催化剂用量、反应温度以及水酯摩尔比等因素对丙酸甲酯转化率的影响,得出较优实验条件为转速400 r/min、催化剂用量为溶液总质量的7%,反应温度为343.15 K,水酯摩尔比5∶1。通过对328.15—343.15 K下的实验数据进行拟合,得到丙酸甲酯水解的动力学方程。通过实验与计算值的比较验证,此反应动力学方程合理,可用于模拟计算。     

醋酸甲酯水解催化反应精馏模拟及工业化试验

采用非平衡级速率模型对醋酸甲酯水解过程进行了模拟计算,考察了水酯比、回流进料比等对醋酸甲酯水解率及塔釜醋酸浓度的影响,得到了下一阶段工业化试验的工艺条件,为工业化生产提供了技术支持.并在年产35kt聚乙烯醇(PVA)生产装置中采用新型立体传质塔板(CTST)反应精馏塔板,进行了醋酸甲酯水解反应精馏塔的工业化试验.通过工业化试验,确定了生产的工艺条件:醋酸甲酯进料8m3·h-1,水酯比3.0,回流进料比3.0,转化率达75%左右.并且模拟结果和试验结果吻合较好.     

醋酸环己酯催化水解动力学

在消除外扩散影响的基础上,在搅拌转速700 r/min、反应温度348.15~368.15 K和催化剂用量10%~15%(基于醋酸环己酯与水总质量)的条件下,测定反应动力学数据,研究磺酸树脂(D006)催化醋酸环己酯水解制备环己醇的反应动力学,建立基于活度的LHHW动力学模型,并采用非线性最小二乘法拟合得到模型参数。结果表明,水解反应指前因子为9.532×106 mol/(g·min),活化能为60.94 k J/mol,标准反应焓为21.85 k J/mol,动力学模型拟合结果与实验值吻合较好。     

醋酸甲酯水解动力学及催化剂包效率因子的测定

测定了用SK—1A离子交换树脂催化的醋酸甲酯水解的宏观动力学,设计了能反映流体在催化剂包中实际流动情况的循环式间歇恒温反应流程,测定了醋酸甲酯水解催化精馏中试塔所用催化剂捆扎包的效率因子,并得到效率因子与液体流量和进料水酯摩尔比的关联式．     

乙酸甲酯非均相水解动力学的研究

在搅拌釜式间歇反应器中研究了在G－26H型阳离子交换树脂催化下的乙酸甲酯非均相水解反应动力学。实验测定了搅拌速度、催化剂粒径、反应温度、催化剂用量对反应速率的影响,检验了催化剂的重复使用性,获得了乙酸甲酯水解的反应速率方程。     

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%。     

酯交换合成乙二醇二乙酸酯的动力学研究

为了给乙二醇二乙酸酯的工业生产提供动力学支持,文章在间歇反应釜中对乙酸仲丁酯和乙二醇酯交换合成乙二醇二乙酸酯的反应进行研究。筛选出NKC-9阳离子交换树脂为较优催化剂,并考察搅拌转速、催化剂用量、反应温度以及酯醇摩尔比等因素对反应过程的影响,确定较优的实验条件为搅拌转速400 r/min,催化剂用量为乙二醇质量的35%,反应温度382.15 K,酯醇摩尔比为6∶1。建立拟均相动力学模型,通过对367.15—382.15 K的实验数据进行拟合,得到酯交换合成乙二醇二乙酸酯的反应动力学方程,并通过实验与计算值的比较验证,此反应动力学方程合理,可用于模拟计算。     

浆料催化精馏制备醋酸甲酯

在内径为76 mm的常压玻璃塔内,精馏段填充θ环,反应段为筛板,以甲醇与醋酸酯化反应合成醋酸甲酯为模型反应,采用平均粒径为4μm的强酸性大孔型离子交换树脂为催化剂,对浆料催化精馏工艺制备醋酸甲酯进行了试验研究。考察了催化剂浓度、进料比、进料总流量和回流比等因素对该过程的影响。在选定的试验条件下,醋酸甲酯收率可达86.4%,塔顶酯的纯度可达92.95%(质量分数)。     

醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算

采用非平衡级速率模型对醋酸甲酯水解的催化精馏中试过程进行了模拟计算,考察了回流进料比、进料水酯比和酯进料位置等的变化对醋酸甲酯水解率的影响, 不仅证实了中试实验所得的结论,还获得了难以通过实验取得的结果.     

树脂催化水解制备固体氰乙酸的工艺研究

介绍了一种合成固体氰乙酸的新工艺。该工艺以氰乙酸乙酯为原料,经732型阳离子交换树脂催化,通过水解制备固体氰乙酸。考察了反应温度,反应时间,氰乙酸乙酯和水的质量比和氰乙酸乙酯和树脂的质量比对反应的影响。结果表明,最佳的反应条件为:反应温度为90℃,反应时间为10h,水酯质量比为1∶1,酯与树脂质量比为10∶4.5,在该条件下,氰乙酸的最高收率可达88.9%。     

异丙醇铝水解缩聚动力学

利用水含量在线测定实验与计算机模拟相结合的方法研究了异丙醇铝水解-缩聚动力学。通过对不同异丙醇铝和水物质的量之比和不同温度下反应获得的水含量随时间变化曲线进行分析,采用非线性拟合方法分别求得异丙醇铝水解、脱水和脱醇缩聚的反应速率常数及活化能。利用实验结果及建立动力学模型,由龙格库塔法计算异丙醇铝的水解缩聚过程,并求得不同反应温度和初始反应物浓度比条件下各官能团浓度与反应终止时间的关系,进而获得反应终止时间与反应温度、初始反应物异丙醇铝浓度、异丙醇铝和水物质的量之比之间的关系方程,为制备低成本高纯氧化铝提供有价值的参考。