甲苯氣相三氧化硫磺化工藝條件及動力學(xué)研究.pdf

1、該文主要研究了甲苯氣相SO<,3>磺化的反應(yīng)過程,確定了適宜的工藝條件,并對氣相SO<,3>磺化甲苯反應(yīng)的宏觀動力學(xué)進(jìn)行了研究.在研究過程中,主要作了以下工作:1、實驗重點考察了反應(yīng)溫度,SO<,3>配氣濃度和原料中水含量等因素對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物中甲苯磺酸異構(gòu)體含量及產(chǎn)物中二甲苯砜含量的影響.同時,從理論上對工藝條件如何影響產(chǎn)物中三種異構(gòu)體分配比例進(jìn)行了分析和解釋.2、通過對不同抑制劑醋酸、磷酸、硼酸、硫化鈉、亞硫酸鈉和二甲苯砜的實驗對

2、比,篩選出具有較好阻砜效果的抑制劑二甲苯砜,并對其抑制砜的機(jī)理進(jìn)行了探討.3、在不添加其它非反應(yīng)體系物質(zhì)的情況下,選擇系統(tǒng)中副反應(yīng)產(chǎn)物二甲苯砜作為抑制劑,確定了適宜于工業(yè)化生產(chǎn)的砜抑制劑加入量,二甲苯砜的添加量占反應(yīng)物的3.3％左右,降低了砜的生成,提高了甲苯的選擇性,為工業(yè)化生產(chǎn)提供了必要的理論及實驗依據(jù).4、重復(fù)穩(wěn)定實驗表明,當(dāng)砜的加入量為反應(yīng)物甲苯量的3.3％時,經(jīng)過5批重復(fù)實驗,副產(chǎn)物砜沒有生成,也沒有累積.在此條件下,甲苯轉(zhuǎn)化

3、率在35％左右,反應(yīng)產(chǎn)物中三種磺酸異構(gòu)體的組成為對位:89％,鄰位:10％,間位:1％.5、通過實驗測定了磺化反應(yīng)的宏觀動力學(xué)常數(shù),確定出了各步反應(yīng)的頻率因子、活化能以及各步反應(yīng)速率表達(dá)式.各步反應(yīng)的指前因子和活化能為:k<,01>=7.56×10<'3>,E<,1>=6.63KJ/mol,k<,02>=25.05×10<'3>,E<,2>=18.276KJ/mol,k<,03>=5.258×10<'3>,E<,3>=11.027KJ/