CO低压气相催化偶联合成草酸二乙酯的宏观动力学研究

论文摘要

CO气相催化偶联合成草酸二乙酯(DEO)是C1化学研究开发的重要课题,对于改变草酸酯、草酸、乙二醇、草酰胺和某些医药、染料中间体的传统工艺技术路线,具有重要的理论意义和应用价值。本文采用负载型钯系双金属催化剂,在固定床反应器中对CO低压气相偶联合成草酸二乙酯进行考察,分别考察了温度、停留时间、压力及原料气组成对催化反应性能的影响。结果表明,在温度90℃~ 130℃、停留时间1.5s~3s、压力0.1MPa~0.3MPa、亚硝酸乙酯的摩尔浓度在10%~20%范围内、CO的摩尔浓度为20%~30%的条件下,催化剂的活性及稳定性均达到工业应用水平。在反应温度为130℃,反应压力为0.3MPa,停留时间为1.5s,原料气中亚硝酸乙酯与CO的摩尔浓度均为20%时,草酸二乙酯的时空收率最佳,为578g/(L·h)。较详细的研究了CO低压气相催化偶联合成草酸二乙酯及生成碳酸二乙酯(DEC)这一副反应的宏观动力学特征。采用一维拟均相模型建立微分方程,对合成草酸二乙酯的主、副反应采用幂函数型动力学模型,通过对不同反应条件下的实验数据进行优化计算,确定了宏观动力学参数,得出了相应的宏观动力学方程式:

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 草酸二乙酯的性质与用途
• 1.2.1 草酸二乙酯的性质
• 1.2.2 草酸二乙酯的用途
• 1.3 草酸酯合成的研究
• 1.3.1 草酸酯合成概述
• 1.3.2 CO 偶联合成草酸二乙酯
• 1.3.3 反应机理
• 1.4 动力学研究
• 1.5 论文研究工作的提出
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品
• 2.2 实验原理及实验装置
• 2.2.1 实验原理
• 2.2.2 实验装置
• 2.2.3 亚硝酸乙酯的发生
• 2.2.4 催化剂
• 2.3 样品分析
• 2.3.1 定性分析方法
• 2.3.2 定量分析方法
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 实验条件的确定
• 2.4.2 实验步骤
• 2.5 实验结果计算
• 第三章 反应条件对CO 偶联反应的影响
• 3.1 反应温度对CO 偶联反应的影响
• 3.2 反应停留时间对CO 偶联反应的影响
• 3.3 反应压力对CO 偶联反应的影响
• 3.4 原料组成对CO 偶联反应的影响
• 3.5 反应条件对CO 偶联反应副反应的影响
• 第四章 宏观动力学计算
• 4.1 宏观动力学的研究方法
• 4.2 动力学测定用反应器
• 4.3 动力学模型
• 4.4 实验准备
• 4.4.1 实验条件
• 4.4.2 恒温区的测定
• 4.5 实验数据的处理
• 4.5.1 物料衡算
• 4.5.2 数学模型
• 4.6 参数回归
• 4.7 统计和残差分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录一
• 附录二
• 致谢