2-甲基-1，3-二噁烷水解动力学.pdfVIP

第27卷第 3期 化学反应工程与工艺 VoI27,No3 2011年 6月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology June20Il 2．甲基．1，3．二嗯烷水解动力学 李 宁，徐兴军，方云进 (华SJ~z_大学，化学工程联合国家重点实验室，上海 200237) 摘要：在323~363K条件下，考察了2．甲基．1，3．二嘿烷 (2MD)在强酸性离子交换树脂HD-8作用下的水解反应， 测定了不同温度下物质浓度和反应转化率随时间的变化关系 结果表明，2MD水解反应是 2-2级可逆反应，为吸 热反应，反应热 3O．16kJm／ol。在消除内外扩散影响的条件下，得到了2MD水解反应的拟均相动力学模型．其中 正反应活化能Ea为33-3lkJ／otol，指前因子 为4792。经检验模型适用性 良好。 关键调：l 丙二醇 甲基-l。=嗯烷 强酸性离子交换树脂 水解反应 动力学 中图分类号：O643．12；0623．4 文献标识码：A l，3-丙二醇 (PDO)是合成新型聚酯对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT)的单体之一，由于石油资源的短缺、 价格上涨以及化学法合成 l，3．丙二醇生产技术难度大，使得 l，3．丙二醇的成本居高不下，限制了pTT的发 展。随着生物技术的发展，利用可再生资源通过发酵法生产 l，3．丙二醇已成为国内外研究者关注的热点l【】。 由于发酵液的产物浓度低 (1，3．丙二醇浓度一般低于 15％)、极性强、体系含盐、目标产物的沸点比 水高等特点，l，3一丙二醇的分离提取是发酵法的技术难点，通常是先经絮凝或膜过滤分离菌体，再通过电 渗析 【】、离子交换树脂I，】、沸石膜s【，】等方法分离发酵液中的盐类，后经浓缩蒸馏来提纯 l，3。丙二醇，或通 过溶剂萃取[71、分子筛吸附8【】来分离提取 l，3．丙二醇，但效果大多不太理想。因此 ，利用羰基化合物与多 羟基化合物反应生成缩醛，然后用溶剂萃取缩醛的反应萃取技术引起了重视 I9-11]。l，3．丙二醇与乙醛反应 生成中间体2-甲基．1，3．二嗯烷 (2MD)，后经萃取、精馏得到较纯的2MD后在树脂的催化作用下进行水 解反应，生成产物乙醛和 l，3．丙二醇 (1，3．PD)。这样发酵液中的 1，3．丙二醇就得到了高选择性分离，反应 萃取方程式为Itz】： 肿 一 J9 十 H + crt2 ㈩“ H3CCH 十 H20 CH3CH + o、_-／ OH一H2 Fang等 【1对2MD的反应萃取动力学进行了研究。而2MD水解动力学的研究对对水解工艺优化、反 应器开发设计都有重要意义。本工作将首次对缩醛反应中间产物2MD的水解反应过程进行动力学实验， 以确定影响水解反应的主要因素，优化水解工艺条件，从而为提高 1，3．丙二醇的收率，以及 2MD水解反 应器的设计、放大和工业反应过程的优化提供理论指导。 1实验部分 1．1实验材料 实验所用的2MD纯度在 98％以上，实验室制备，2MD的物性参数(25℃)【4‘】见表 1。所用的HD-8 收稿日期：2010．12．28；修订日期： 2011-03．15 作者简介：李 宁 (1985·)，男，硕士研究生：方云进 (1967-)，男，教授，通讯联系人。E-mail：yjfang@ecust ． edu．cn 第27卷第 3期 李 宁等．2．甲基．1，3．二嗯烷水解动力学研究