合成对苯二甲酸二异辛酯酯化反应动力学研究

1、合成对苯二甲酸二异辛酯酯化反应动力学研究合成对苯二甲酸二异辛酯酯化反应动力学研究第l5枣第J斯青岛化工学院JournalofQingdstJtuofChemRalTechrlegyvo1.15N0.d1994合成对苯二甲酸二异辛酯0625,酯化反应动力学研究刘新鹏吴天祥6f摘要:研究7对茱二甲酸与异辛醇进行酯化反应的动力学,提出7用.非酸性NL-01型催化剂进行酯化反应的速率方程为一一,表观活化能关键词:对苯二:辛酯;兰型;重;动力学皈瑚刀粤p.一rP0前言对苯二甲酸二异辛酯（DOTe）是近几年发展起来的聚氯乙烯新型增塑剂.它的特点是:低挥发性,润滑性和电绝缘性等方面都优于通用型的邻苯二甲酸二

2、异辛酯(DOP)增塑剂.故使得DOT注塑料,电缆料,涂料，精密机械和造纸等行业中有着广阔的市场0非酸性酯化催化剂有:有机金属化合物,金属氧化物和氯化物以及氢氧化物等,是指与传统的强酸性酯化催化剂如硫酸相区别的多种酯化催化剂的统称它具有副反应少,产品收率高质量好,简化工艺过程等优点,因此,从八十年代后期在我国增塑剂工业中得到了飞速发展.对非酸性催化剂合成DOT用旨化反应动力学的研究，尚未见文献报道，本研究利用NL0l型催化剂对该酯化反应的动学进行了研究,为该反应装置的设计和过程优化期望能提供一些基本依据.1 实验部分1.1 试剂对苯二甲酸,异辛醇和NL-Ol型催化剂均为分析纯.1.2 化学反应式

3、国家自然科学基盒贤助项目啦稿日期l993一ll一05第4期台成对苯二甲醢二异辛醋酚化反应动力学研完C2H5+c（CHbcH,04型一+cHaz）scHcH:0HHi:i孟第一步+CH-(cHCHCHOHI讯.l*,+31)32ll?H20第二步(2)1.3 实验方法在装有搅拌器,温度计,回流冷凝器和醇回流管的500ml四日烧瓶中,加入一定比例的对苯二甲酸,异辛醇和NI.,-0J型催化剂.用电加热套加热升温,搅拌,在一定温度下回流进行酯化反应,过量醇带出生成的水收集在分离器中,当醇水分离器中出现第一滴冷凝液时开始计时,每隔20分钟计量反应生成水的量和反应温度,直至酸完全转化生成水量不再增加时反应

4、为终止.取190?,200C,210?,220”(2四个反应温度组,重复上述实验,根据不同时间收集测定的水量计算对苯二甲酸的转化率2 酯化反应动力学2.1 排除内外扩散的影响NI.,-01型催化剂为固体粉末.其粒度均小于250目.呈微细颗粒均匀分散在反应液中,这么细小的颗粒在反应条件下,不存在催化剂内扩散的影响改变搅拌速度考查对反应转化率的影响发现,当搅拌速度大于300转/分时基本不再变化,说明此时反应已排除了外扩散的影响,动力学实验正是在催化剂粒度小于250目?搅拌速度大于300转/分的条件下进行的.2.2 反应动力学参数的求取2.2.1 反应速率常数在催化剂量为0.2(wt).投料的醇,酸

5、摩尔比为2.5的条件下?取190C,200C,210?,220C四个温度组.按前述实验方法测定不同反应时间生成的水量?见表l,按式(3)计算对苯二甲酸的转化率.(3)人昵?青岛化工学院】5巷反应生成的水量对反应液体积影响极小,可认为是恒容反应.设该反应总反应级数为一级,则有反应速率公式(4)和(5).(1一)(4)“一】”1(5)式中,:反应时间(h)以对f作出图1,可见四种反应温度下均为直线关系,说明该反应总级数为一级.求出各温度下的反应速率常数列在表1中.表l四个反应温度的实验结果2.2.2 表观反应活化能Ink与I/7的关系见表2以对】/r作图得图2中的直线.说明反应速率与温度的关系符合

6、阿累尼乌靳方程.由直线斜率求得表观反应活化能Ea-37.24KJ/mo.茹|期台成对蓉二甲醒二异辛珀磕化反应琦力学研完3093?6a?0j2.4fiI120?602002.02082.i22i6220l/TX0-/K图l不同温度下.Jn与的关系.图2?与l的关系1.190?;2.220?;3.21OC;4220C2.2.3反应级数在一定温度和催化剂量下,将醇与酸的投料比增大到4.5倍t发现对苯二甲酸的转化率变化不犬,见表3.表3200_c时不同反应时间”与醇/酸的关系这说明反应速率与醇的浓度无关,即对醇为零级.故对酸为一级.因此,该反应的动力学方程为(一一.这与合成邻苯二甲酸二异丁酯反应的动力

7、学方程类似,式中:对苯二甲酸浓度(tool/L).青岛化工学院15车3结论(1)非酸性NL-01型催化剂催化活性高.短时问内就能达到99以上的转化率.避免了强酸催化剂的腐蚀性和较多的副反应,并简化了工艺流程(2)合成DOTPS宜的反应条件为：滩化剂用量0.2(wt).反应温度2t0220?.醇酸摩尔比为2.5,反应时间3,3.5小时.(3)该酯化反应的动力学方程为:一!一,对醇为零级,对酸为一级.(4)表观反应活化能Ea37.24KJ/tool1GaryFnPlasticsEnginrlng.1978.(5)39蔡继权.浙江化工.1969.(1):483宋国安.辽宁化工.1990.(5)374Bl目AD.PltjTechrmlosy.1982.(12):285柯昌英.化学世界.1986.(1.):440参考文献KineticsofEsterificationofSyntbeticD0TPLiuXinpeng?-Dhtbaicacid.