亚硝酸乙酯再生反应工艺及动力学研究

论文摘要

本文采用鼓泡塔反应器和气相法乙醇蒸汽进料管式反应器进行了亚硝酸乙酯再生的研究,并建立了亚硝酸乙酯再生反应的气液反应动力学测定装置,通过试验测定得到了亚硝酸乙酯再生反应的动力学方程,为工业放大提供设计基础和理论依据。论文对反应工艺条件如反应温度、压力、乙醇与NO的摩尔比、NO与O2的摩尔比、乙醇浓度以及原料气在反应器中的停留时间等对亚硝酸乙酯的生成速率及收率的影响进行了考察,分别确定了两种反应器形式下的最佳操作条件:（1）鼓泡塔反应器:反应温度为306310K;乙醇的进料浓度为5095%;NO/O2的摩尔比为5:16:1;系统压力为22.5atm。（2）气相法管式反应器:反应温度为343K;乙醇与NO的摩尔比为1.01.5;NO/O2的摩尔比为5:16:1;系统压力为12atm。实验结果表明,鼓泡塔反应器和气相法乙醇蒸汽进料管式反应器都是适合亚硝酸乙酯再生反应的反应器,总体上前者的效果好于后者;而后者解决了乙醇耗用量过大的问题,在保证亚硝酸乙酯收率的前提下成功的降低到接近化学计量比的程度。建立了亚硝酸乙酯再生反应在气液反应形式下的动力学模型,得到的动力学方程为:R=kPNO1.2PO20.46速率常数k与温度的关系为k=1.08823×10-5EXP（-1395.54/T）反应的活化能Ea=11.6025kJ/mol指前因子A=1.08823×10-5

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ABSTRACT

第一章文献综述

1.1 绿色化学

1.2 草酸酯的性质与合成方法

1.2.1 传统法

1.2.2 一次酯化脱水法

1.2.3 CO 催化偶联法

1.3 亚硝酸乙酯再生反应的研究

1.3.1 亚硝酸乙酯再生反应机理

1.3.2 亚硝酸乙酯的再生工艺

1.4 鼓泡塔的研究与开发

1.4.1 鼓泡塔内的流型

1.4.2 鼓泡塔内的传质和传热

1.5 论文工作的提出与意义

第二章实验部分

2.1 实验原理

2.2 实验原料及规格

2.3 实验流程与装置

2.4 实验控制仪表

2.5 实验分析仪器及分析条件

2.6 实验条件的确定

2.7 实验定量指标

第三章鼓泡塔亚硝酸乙酯再生反应

3.1 反应时间的影响

3.2 乙醇进料浓度对反应的影响

3.3 停留时间对反应的影响

3.3.1 总气体流量对反应的影响

3.3.2 乙醇加料量对反应的影响

2 摩尔比对反应的影响'>3.4 NO 与O₂摩尔比对反应的影响

3.5 反应温度的影响

3.6 系统压力对反应的影响

3.7 亚硝酸甲酯再生反应工艺的研究

3.7.1 停留时间对反应的影响

3.7.2 温度对反应的影响

3.7.3 压力对反应的影响

3.8 亚硝酸甲酯和亚硝酸乙酯再生反应的对比

3.8.1 停留时间影响的对比

3.8.2 压力影响对比

小结

第四章气相法亚硝酸乙酯再生反应

4.1 反应时间对反应的影响

4.2 停留时间对反应的影响

4.3 反应温度的影响

4.4 乙醇与NO 摩尔比的影响

2 摩尔比对反应的影响'>4.5 NO 与O₂摩尔比对反应的影响

4.6 压力对反应的影响

4.7 气相法与鼓泡塔亚硝酸乙酯再生反应的对比

4.7.1 停留时间影响的对比

4.7.2 压力影响的对比

小结

第五章亚硝酸乙酯再生反应动力学的研究

5.1 气液动力学概述

5.2 动力学实验研究

5.2.1 实验部分

5.2.2 动力学模型的建立

5.2.3 反应动力学的测定

5.2.4 模型的重复检验

小结

第六章结论

参考文献

附录

附录一流量计的校正

附录二校正因子的测定

附录三色谱图

发表论文和科研情况说明

致谢

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