论文部分内容阅读
碱催化的甲醇羰基化法合成甲酸甲酯是一项经济效益显著的生产工艺，本文较详细地研究了以甲醇钠为主催化剂的甲醇催化羰基化反应，考察甲醇羰基化合成甲酸甲酯反应动力学，并确定最佳工艺条件。 本文通过大量参考文献的综述分析，确定以CO、甲醇为原料的生产工艺路线，确定以甲醇钠为主催化剂，通过添加助催化剂，研究甲醇液相催化羰基合成甲酸甲酯。在反应温度80℃、CO分压3.8MPa、主催化剂甲醇钠浓度0.4mol/L下，分别考察吡啶、二甲基亚砜、N，N二甲基甲酰胺等作为助催化剂对甲醇羰基化催化反应的影响，确立在该条件下的最适宜助催化剂为吡啶。在浓度为2mol/L的吡啶助催下，考察催化剂浓度、反应温度、一氧化碳分压对反应的影响。最佳操作反应条件为：反应温度79～83℃；一氧化碳分压为3.8MPa左右；催化剂浓度在0.4mol/L左右。实验得到，在反应温度80℃、CO分压3.8MPa、0.4mol/L的甲醇钠以及吡啶浓度为2mol/L条件下，甲醇单程转化率可达42.95%，CO转化率达95.58%，甲酸甲酯的最大时空收率为320g/L·h；在间歇操作、上述工艺条件下的最大平均生产强度的反应时间为85分钟。 本文通过实验结果分析，得出总反应速率方程：-dpco/dt=k[Cat]Pco[MeOH]。在实验条件范围内，反应速率对CO为一级，活化能为67.63kJ/mol。70℃时，加入助剂吡啶的速率常数k=0.0291L/mol·min，是不加助剂的1.58倍。研究验证了体系的反应机理。对助催化剂的研究表明，助催化剂的加入对反应速率有明显的加速作用，它的实质是降低反应的活化能。 本文还测定甲醇、甲酸甲酯体系气相色谱分析的校正因子，建立快速、准确的产品定量分析方法，为工业化生产甲酸甲酯的定量分析提供依据。