硫酸氫鈉催化合成乙酸乙酯動力學(xué)研究.pdf

1、乙酸乙酯是一種重要的有機化工原料，同時也是一種環(huán)境友好的綠色溶劑，在化學(xué)工業(yè)過程中有著廣泛的應(yīng)用，近年來國內(nèi)和國外乙酸乙酯的產(chǎn)能與產(chǎn)量都有迅速的增長。乙酸乙醇酯化法一直是乙酸乙酯最重要的合成方法，特別是在國內(nèi)，酯化法生產(chǎn)乙酸乙酯工業(yè)裝置的應(yīng)用極為普遍。由于傳統(tǒng)的酯化催化劑硫酸不具備環(huán)境友好特性，探尋高效且環(huán)境友好的新型酯化催化劑則是近年來工業(yè)酯化過程的改進方向。
　　 在眾多新型酯化催化劑中，硫酸氫鈉作為酯化反應(yīng)的催化劑具有反應(yīng)

2、活性高、副反應(yīng)少、催化劑易分離等優(yōu)點，是一種優(yōu)秀的酯化催化劑。鑒于硫酸氫鈉催化合成乙酸乙酯反應(yīng)動力學(xué)的定量研究尚未見報道，本論文通過大量實驗測得了硫酸氫鈉催化乙酸與乙醇酯化反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)，并整理歸納導(dǎo)出了動力學(xué)方程和動力學(xué)參數(shù)的定量表達(dá)式，為硫酸氫鈉催化劑應(yīng)用于乙酸乙酯的工業(yè)化合成的化學(xué)工程設(shè)計提供定量計算依據(jù)。
　　 本論文的研究表明：在反應(yīng)的中后期，無論是酯化反應(yīng)還是它的逆反應(yīng)--乙酸乙酯水解反應(yīng)，其表觀動力學(xué)都可以表示為

3、二級反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)可用Arrhenius方程表征。在本論文研究的溫度范圍(60—90℃)和催化劑質(zhì)量濃度范圍(0.3—2％)內(nèi)，反應(yīng)活化能Ea=44.61 kJ·mol-1，指前因子則為催化劑濃度的指數(shù)函數(shù)k0=162.23ω1.448m3·mol-1·s-1。
　　 在本論文對硫酸氫鈉催化乙醇與乙酸酯化反應(yīng)速率的研究中，觀察到在反應(yīng)的初期，體系中水的含量對于酯化反應(yīng)的反應(yīng)速率有明顯影響，水的存在不僅作為酯化產(chǎn)物使逆反應(yīng)速率