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双乙酸钠合成及其动力学研究

谢清若  
【摘要】: 主要对双乙酸钠的合成工艺和合成动力学进行了研究。以醋酸和烧碱为原料、在无溶剂的条件下制备双乙酸钠,系统地研究了原料配比、温度、时间等因素对产品质量及收率的影响,通过L_(16)(4~5)安排试验,得到了最优化工艺条件:n(醋酸)∶n(烧碱)=2.2∶1,反应温度90℃,反应时间120min。在最优化条件下,产物收率达到92%以上,产品质量达到美国食品级标准。 在不同的原料配比下,测定双乙酸钠产率与反应时间的关系,进而确定反应的初速率;在同一原料配比、不同的反应温度条件下,测定双乙酸钠产率和乙酸钠的含量,以此确定动力学方程中的待定参数。 在反应温度为363K、373K、383K和393K时的反应级数分别为0.9986,1.01896,1.08251和1.03901,因此确定反应为一级反应。同时得到反应活化能为10.56,Arrhenius常数为1.077。计算得到的活化能数值较小,说明反应快速,这一点与反应特征是一致的。实验数据验证表明:动力学方程能较好与实验数据相吻合,实验值和计算值的平均相对误差约为10%。当需要确定一定配比下的反应工艺时,该动力学方程能够求解出最佳工艺温度、时间。同时,该动力学方程比较准确描述在最佳工艺条件下的反应过程。 双乙酸钠生产可行性研究表明,该项目年毛利365.14万元,投资回收期1.5年。在国内生产能力不能满足市场需求的情况下,该项目建设具有广阔的前景。


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