氯丙醇皂化制环氧丙烷反应过程研究.pdf

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1、第35卷第4期2014年8月化学工业与工程技术如ur，m￡旷c危em把耐饥dw研。&点塘i鹏eri，wV01．35No．4Aug．，2014氯丙醇皂化制环氧丙烷反应过程研究蔡振兴(青岛科技大学化工学院，山东青岛266042)摘要：通过考察氯丙醇与Ca(0H)：皂化反应过程以及环氧丙烷在ca(0H)：环境下水解反应过程，得到氯丙醇皂化与环氧丙烷水解反应数据，并借助Origin回归得到动力学反应方程，比较不同温度、碱倍率下氢氧化钙与氯丙醇反应过程中皂化与水解反应的差异，为环氧丙烷生产过程的模拟与优化提供数据支持和理论基础。关键词：氯丙醇环氧丙烷皂化反应中图分类号：TQ22

2、3．2+6文献标识码：A文章编号：1006—7906(2014)04一0053一03ResearchonpreparationofepoxypropanebysapollificationofchlorOpropanolCAlzk腻ing(collegeofChemicalEnginee^ng，QingdaouniversityofscienceandTechnology，Qingdao266042，china)Abstract：ThesaponincationreactionofchloropmpanoltoepoxypIDpaneandthehydIulysisr

3、eactionincalciumhydroxidecondi—tionarediscussed．andthereactiondataareobtained．Kineticsreactionequationisachievedwith0riginregressionmethod，thedifk卜encebetweensaponificationandhydrolysisofcalciumhydroxideandchloropmpanolindi￡[Ierenttemperatureandalkalirafioiscom—pared．TheresultspIDvideda

4、tasupportandtheoreticalbasetosimulateandoptimizethepmductivepIDcessofepoxypIDpane．Keywords：chlompropanol；epoxypropane；saponmcationreaction环氧丙烷的工业生产工艺一般采用氯丙醇(PCH)与碱的皂化反应，而环氧丙烷在碱性环境中，也会进行水解反应生成丙二醇。本试验以气相色谱分析为主要手段，考察了氯丙醇与Ca(OH)：皂化反应过程中，环氧丙烷和氯丙醇浓度随反应时间的变化关系，以及反应温度、反应时间对氯丙醇转化率的影响。根据氯丙醇皂化结果进行

5、了相应的反应动力学研究，建立了氯丙醇与Ca(OH)：皂化反应的动力学模型。考察了环氧丙烷分别在纯水和Ca(0H)：环境下发生水解反应过程中，环氧丙烷浓度随反应时间的变化关系。根据环氧丙烷水解反应结果，进行了相应的反应动力学研究，建立了环氧丙烷在Ca(0H)：环境下水解反应的动力学模型，并得到其动力学参数。1氯丙醇皂化过程反应原理氯丙醇在碱性环境中水解生成环氧丙烷，其反应式如下。主反应：fCH3CH(0H)CH2Cl+CH，CHClCH20H1．【a一氯丙醇口一氯丙醇JO／＼Ca(0H)2寻=兰CH3CH—CH2+CaCl2+H20副反应：O／＼CH3CH—CH2+H2

6、0叫CH3CH(0H)CH20H由上述反应式可见：除生成主产物环氧丙烷外，由于副反应的存在，还会生成一定数量的丙二醇及丙醛等。在碱性环境中，氯丙醇皂化反应生成环氧丙烷是闭环、假一级反应；环氧丙烷水解反应生成丙二收稿日期：2013一12—28。作者简介：蔡振兴(1990一)，男，山东巨野人，硕士研究生，研究方向为化工过程模拟。E-mail：bencyleo@foxmail．com。·54·化学工业与工程技术2014年第35卷第4期醇是开环反应。由于氯丙醇闭环反应生成环氧丙烷的反应速率远远大于环氧丙烷开环生成丙二醇的反应速率，冈此若采用较短的皂化反应时间，环氧丙烷开环水解

7、生成丙二醇的量便减少。2试验原料、设备与方法所需的原料和试剂：氯丙醇(11))3．9％；正丙醇(埘)99％；环氧丙烷、正丁醇、氢氧化钠、氢氧化钙及乙醇均为分析纯；去离子水。其中，正丁醇作为内标物。所需设备：精密电子天平，AL204；恒温水浴，DBK一2006；酸度计，PHS一3F；电热恒温干燥箱，DHC一9070A；气相色谱，GC1690。氯丙醇皂化反应和环氧丙烷水解反应的反应装置主要由反应釜、调速器、自动调温器以及其他控制测量仪器组成。在试验中，可以达到精确的控温和搅拌效果，确保试验环境的一致性。试验采用色谱分析法检测了反应体系各物质浓度随时间的变