基于丙二醇单甲醚丙酸酯合成反应动力学研究

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1、南京工业大学硕士学位论文丙二醇单甲醚丙酸酯合成反应动力学研究姓名：戴斌申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：乔旭20050101南京工业大学学位论文独创性声明及使用授权的声明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名煞越日期2005．占二、关于学位论文使用

2、授权的声明南京工业大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学：术期刊(光盘版)电子杂志社及清华同方光盘股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京工业大学研究生部办理。研究生签名：越试导师签名日期硕士学位论文摘要丙二醇单甲醚丙酸酯是P系列二元醇醚溶剂中的新成员，它不仅具有优异的溶解性能，更是二元醇醚溶剂中生殖毒性最低微的产品，因而被称为“绿色溶剂”。丙二醇单甲醚丙酸

3、酯是由丙酸和丙二醇单甲醚在酸性催化剂作用下酯化反应而得。然而目前的工艺仍然采用液体酸催化剂、带水剂以及传统的“反应～分离一循环”工艺过程，存在废水多，能耗大的缺点。本文提出将反应精馏耦合技术用于丙二醇单甲醚丙酸酯的合成，重点研究反应精馏过程模型所需的反应动力学模型。本文建立了由丙二醇单甲醚和丙酸合成丙二醇单甲醚丙酸酯的拟均相二级反应动力学模型和测定反应动力学数据的间歇釜式反应器装置。分别采用浓度目标函数法和温度目标法对模型参数进行估计。以对甲基苯磺酸作为催化剂合成丙二醇单甲醚丙酸酯，在催化剂用量为反应原料的O．7％时，反应60分钟达到反应平衡。动力学研究的结果

4、为：浓度目标法获得的正、逆反应的指前因子分别为4．292×104L2(tool·g·min)“和38．18LZ(moI-g·min)～，活化能分别为58．13kJ·tool。和34．34kJ-mol一：温度目标法获得的正、逆反应的指前因子分别为1．388×10。L2(tool—grain)‘。手日13．29L2(mot·g-min)～，活化能分别为69．68k．r·mol4和31．47kJ‘mol一。首次提出采用大孔强酸性离子交换树脂作为催化剂合成丙二醇单甲醚丙酸酯，当催化剂用量为反应原料的9％时，反应60分钟达到反应平衡。采用浓度目标函数法拟合大孔强酸性离子

5、交换树脂催化合成丙二醇单甲醚丙酸酯的动力学参数。得到了正、逆反应的速率常数分别为3．081×106Lz(mol·g·min)。和8．988×107L2(mol·g-rain)一，活化能分别为80．12kJ-mold和89．49kJ·mol～。通过对催化剂粒径的考察，表明催化剂的内扩散阻力可以忽略不计。关键词：丙二醇单甲醚丙酸酯对甲苯磺酸大孔强酸性离子交换树腊反应动力学模型ABSTRACTPropyleneglycolmonomethyletherpropionate(PMP)isnewmembercfPseriessolventofglycolethers，i

6、tnotonlyhastheexcellentsolubility,butalsohasthelowestgenitaltoxicityamongtheallofglycolethers，asaresultitiscalled”greensolvent”PMPwasmanufacturedbyesterificationofpropyleneglycolmonomethyletherandpropionicacidinthepresenceofacidcatalysts．However，theliquidacidcatalyst，water-entrainme

7、ntandtraditionaltechnology一”reaction—separation—Iecycling。1wereadcIptedincurrentprocessing，whichletoutgreatwasterwaterandzonsumedlotsofenergy．Inthispaper,areactivedistillationWasbroughtforwardtothesynthesisofPMP,andthemajorresearchwasfocusedonthereactionkineticsmodel，whichwasnecessa

8、ryfortheprocessmode