腰果酚催化加氫研究.pdf

1、腰果酚是腰果殼液的主要成分,資源豐富,有重要的開發(fā)和應(yīng)用價值。但由于腰果酚主要成分中存在酚羥基的間位長側(cè)鏈存在1～3個C=C,在深加工過程中易變色、聚合,影響其應(yīng)用,因此對腰果酚進行系統(tǒng)研究,提高其穩(wěn)定性和適用性具有非常重要的意義。
　　 經(jīng)過初步實驗,對腰果酚進行加氫處理后,可以提高抗氧化能力及抗聚合能力。本文以雷尼鎳為催化劑,對腰果酚進行催化加氫進行了深入研究。通過均勻設(shè)計和單因素實驗系統(tǒng)地考察反應(yīng)溫度、氫氣壓力、反應(yīng)時間、

2、催化劑用量等因素對加氫轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明,當反應(yīng)溫度為118℃,反應(yīng)時間4.5 h,催化劑為原料質(zhì)量的1.38％,氫氣壓力為3.6 MPa以及攪拌速度為400 r·min-1時,轉(zhuǎn)化率可達到100％,為工業(yè)化提供了理論支撐。
　　 本文以雷尼鎳為催化劑,在消除內(nèi)、外擴散的條件下,研究了溫度在373.15～393.15 K、氫氣壓力為2.5～4 MPa的范圍內(nèi)腰果酚催化加氫反應(yīng)本征動力學,選取了適合本體系的動力學模型,并利用實

3、驗數(shù)據(jù)對動力學模型進行回歸及檢驗。實驗證明腰果酚催化加氫屬于二級不可逆連串平行反應(yīng),擬合得到腰果酚催化加氫動力學參數(shù)(Ea,Ko)及本征動力學方程為:該研究結(jié)果完善了加氫反應(yīng)和連串平行反應(yīng)動力學理論,為工業(yè)化設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　 測定了間十五烷基酚的飽和蒸汽壓,用所得飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)擬合出其安托因方程,由克拉貝隆-克勞修斯方程計算出其平均摩爾汽化熱。同時,在常壓下采用比重瓶和烏氏粘度計分別測定了間十五烷基酚+乙醇和間十五烷基酚

4、+正庚烷兩個體系在283.15 K、288.15 K、293.15 K、.298.15 K、303.15 K和308.15 K六個溫度下的密度與粘度,利用 VTF方程對不同溫度下的的密度、粘度與組成數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián),擬合出方程參數(shù),并利用擬合結(jié)果對實驗數(shù)據(jù)進行計算,總平均標準偏差小于1.5％。所得結(jié)論為分離提純間十五烷基酚的工業(yè)化操作提供了熱力學基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 溶解度數(shù)據(jù)是間十五烷基酚的分離和提純的重要依據(jù)。實驗采用動態(tài)法分別測定

5、了間十五烷基酚在乙醇、丙酮、甲苯、乙酸乙酯、乙醚、四氯化碳、正庚烷和正己烷中的溶解度數(shù)據(jù),所測數(shù)據(jù)均未見相關(guān)文獻報道。采用λh方程,Apelblat方程、Wilson方程和UNIFAC模型對實驗數(shù)據(jù)進行了關(guān)聯(lián),計算了各體系的溶解焓和超額焓。由于原型UNIFAC模型對本文各體系溶解度的預(yù)測值與實驗值總的平均相對誤差高達55.87％,本文定義了一個新基團PhOHCH2,利用C++程序?qū)?yōu)得到新基團的表面積參數(shù)和體積參數(shù),同時也得到了新基團與

6、其他基團的交互作用參數(shù)。修正的UNIFAC模型對本文各體系溶解度預(yù)測取得了良好的效果,總的平均相對誤差為7.95％。
　　 通過溶解度實驗數(shù)據(jù)分析,間十五烷基酚在正庚烷中溶解度隨溫度變化顯著,對間十五烷基酚的結(jié)晶分離具有優(yōu)勢。為了更好的確定結(jié)晶分離條件,通過超溶解度的測定,確定了間十五烷基酚在正庚烷中介穩(wěn)區(qū)寬度,實驗表明,間十五烷基酚在正庚烷中的介穩(wěn)態(tài)寬度隨著溫度升高而減小,實驗條件下介穩(wěn)態(tài)寬度范圍為1.6 K～4.33 K。并