振蕩流反應(yīng)器中磷鎢酸催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的研究.pdf

1、鄰苯二甲酸二甲酯被廣泛應(yīng)用于塑料、涂料、殺蟲劑、建筑材料及化妝品等領(lǐng)域。目前，在實際生產(chǎn)工藝中，絕大部分以苯酐和甲醇為原料、濃硫酸作為催化劑，采用間歇攪拌釜合成鄰苯二甲酸二甲酯。這樣的生產(chǎn)工藝主要存在兩個問題:第一，采用濃硫酸作為催化劑的最大缺點是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染嚴(yán)重;第二，間歇工藝生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、占地面積大。
　　本課題采用研究較多的Keggin結(jié)構(gòu)雜多酸中酸性最強的磷鎢酸作為催化劑，以解決設(shè)備腐蝕和污染嚴(yán)重的問題

2、。對于需要很長停留時間的酯化反應(yīng)而言，在平均流速較低的連續(xù)操作條件下，振蕩流反應(yīng)器具有比傳統(tǒng)的管式反應(yīng)器和攪拌釜式反應(yīng)器更均勻的停留時間分布和優(yōu)良的傳遞性能。因此，對振蕩流反應(yīng)器中磷鎢酸催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的研究具有十分重要的意義。
　　鑒于磷鎢酸催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的反應(yīng)動力學(xué)及振蕩流反應(yīng)器中催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的研究未見報道。本課題對該反應(yīng)進行了熱力學(xué)的計算與分析，測定了在溫度373.15K～413.15K、催化劑

3、用量為0.5wt％～2.5wt％的范圍內(nèi)，磷鎢酸催化合成鄰苯二甲酸二甲酯的反應(yīng)動力學(xué)。研究表明，鄰苯二甲酸單甲酯和甲醇的酯化反應(yīng)放熱，反應(yīng)可自發(fā)進行，而且是一個典型的可逆反應(yīng)。該反應(yīng)為二級反應(yīng)。從測得的反應(yīng)動力學(xué)方程可以看出，反應(yīng)的活化能為61.10kJmol-1，正反應(yīng)速率常數(shù)的指前因子k+0與催化劑的濃度呈線性關(guān)系。
　　在測得反應(yīng)動力學(xué)的基礎(chǔ)之上，本課題采用計算流體力學(xué)方法，對錐環(huán)擋板振蕩流反應(yīng)器中磷鎢酸催化合成鄰苯二甲酸二