甲酸甲酯水解制備甲酸動力學研究及連續(xù)化工藝研究.pdf

1、該文對甲酸的性質、應用及生產方法作了較詳盡綜合的介紹,尤其對目前國內外常用的甲酸甲酯水解制備甲酸工藝作了詳細描述.研究中,在"黃磷尾氣凈化制甲酸中試"的研究基礎上,以甲酸甲酯水解制甲酸為重點,考察其水解反應的動力學.最終在動力學數據的基礎上進一步優(yōu)化水解反應工藝.在研究中,對水解反應液的氣相色譜分析定量方面,建立了一種新的校正方法,使得對反應液組分的分析上比原來更為快捷、準確.通過不同物料配比、不同反應溫度下的動力學實驗,得到在考察范圍

2、內,反應溫度對水解平衡常數影響微弱,但對反應速率及水解誘導時間影響較大.隨著反應溫度的上升,水解反應速率急速增大及水解誘導時間縮短.溫度為120℃時反應速率最高,誘導時間最短.當起始反應物中含有較多的甲醇時,會降低水解平衡常數.作者擬定甲酸甲酯水解反應機理,并推斷其控制步驟為陽離子活化中間體與水的親核加成反應.在稀甲酸甲酯的水溶液動力學方程中引入水濃度因子項,推導出水解反應動力學方程形式.最后通過實驗數據擬合,得到其動力學方程為:γ=k

3、·X<,W><'2>·X<,C><'0.5>·X<,A>(1-X<,B>·X<,C>/K<,e>·X<,W>·X<,A>).根據阿侖尼烏斯方程(Arrhenius Equation)并結合實驗數據,計算出甲酸甲酯水解反應的反應活化能Ea=70.74KJ/mol,并確定反應速率常數與反應溫度的關系式:lnk=-8476.6×(1/T)+22.334.最后,得到當原料甲酸甲酯濃度為95％,水酯比為2:1,反應溫度為120℃時,甲酸甲酯水解的