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《天津大学》 2003年
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CO偶联合成草酸二乙酯反应体系的过程分析和模拟

孟凡东  
【摘要】:利用一氧化碳制取有机含氧化合物在学术研究和工业实践中一直都是非常活跃的领域。近年来,由一氧化碳常压气相催化偶联合成草酸酯的技术路线受到了人们的普遍重视。为给该项目的产业化打下良好的基础,在前期工作的基础上,本文根据近几年测得的该反应体系有关物质的热力学基础数据和发现的新产物,首先对偶联和再生体系的主、副反应进行了较详尽的热力学分析。利用一氧化碳偶联固定床实验装置,考察了操作条件、原料气组成对反应性能的影响。根据非均相反应的有关模型,从不同的反应历程假定出发,推导出了23种反应速率表达式。利用实验数据对各个反应速率方程的动力学参数进行了拟合,根据参数的物理意义和统计检验结果,筛选出一氧化碳气相催化偶联合成草酸二乙酯的反应历程为离解能较小的亚硝酸乙酯,首先解离成乙氧基和NO并吸附在催化剂活性中心上;然后与吸附的一氧化碳反应生成烷氧羰基中间体COOEt,COOEt进一步缔合生成草酸二乙酯;反应速率控制步骤为吸附的烷氧基与CO的表面反应控制。由此反应历程和实验数据得到了一氧化碳偶联反应的本征动力学方程。根据现代非线性函数分析理论,提出了新的化工过程灵敏度分析方法—共轭算子法。利用这种方法得到了一氧化碳偶联反应对床层温度的灵敏度顺序。为了实现偶联反应与再生反应的有机匹配,采用流程模拟软件进行了反应体系全流程模拟,考察了各操作参数对整个流程的影响,提出了适宜的操作参数范围,为工业过程中实现偶联反应与再生反应的相互匹配、达到有害气体的零排放系奠定了基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ225

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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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