亚硝酸乙酯溶解度测定及传质研究

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亚硝酸乙酯与一氧化碳在常压条件下气相催化偶联制备草酸二乙酯,是一条绿色合成路线。其中,亚硝酸乙酯作为氧化羰基化合成的载氧体,会在反应中有所消耗,需要再生,但再生反应器中的乙醇会溶解部分已经再生成功的亚酯。因此,研究亚硝酸乙酯在乙醇及其水溶液中的热力学溶解行为,对于提高再生产率以及满足工业化生产都有重要意义。本论文研究了亚硝酸乙酯在乙醇-水混合溶剂中的溶解过程,计算了亚硝酸乙酯在混合溶剂中的亨利系数,模拟了亚硝酸乙酯在再生反应器条件下的气相传质系数。研究建立了动力学法测定溶解度的实验装置,验证了装置的可靠性。测定了亚硝酸乙酯在乙醇-水混合体系中的溶解度,考察了温度、压力、氮气流量、溶剂配比四种因素对溶解度的影响;计算了亚酯在混合溶剂中的亨利系数;通过模拟亚酯在再生反应器条件下的气相传质系数,对亚酯在混合溶剂中的传质行为进行了初步研究。实验结果表明:亚酯溶解度范围在10-3~10-2之间,温度、压力、氮气流量、溶剂配比均对亚酯溶解度产生影响,其中压力对亚酯溶解度的影响最为显著,但体系中水的存在会显著降低压力对溶解度的影响;再生反应器条件下,气相传质系数数量级为10-5,液相传质系数数量级为10-3,亚酯在再生反应器中传质过程属于气膜控制。
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