羰基氧化一步合成碳酸二苯酯动力学的初步研究

【作者】 张光旭； 吴元欣； 马沛生； 吴广文； 李定或；

【机构】 武汉化工学院化工系； 天津大学化工学院一碳化工国家重点实验室；

【摘要】 随着聚碳酸酯在机械制造、电子、军事、安全及光纤通讯业的广泛应用,其生产所需原料碳酸二苯酯(DPC)的合成越来越被世人所关注。由于氧化羰基化法直接以初级的CO、O2 及苯酚为原料在催化剂的作用下生成DPC和水,即在生产过程中无废盐、废气的形成,是一种绿色工艺,故近年来,很多学者把目光集中到此DPC生产工艺的开发上来。但遗憾的是由于氧化羰基化法所用的催化剂体系不同,加之非均相反应机理的比较复杂,致使目前在化学反应动力学方面的理论研究比较困难。为了解决工业设计所需的动力学反应速率方程,本文采用幂函数法并通过对所测的动力学数据反应压力Pt、反应温度t进行回归得到反应级数及反应常数,再通过对Arrhenius公式参数回归得到了反应活化能Ea、频率因子。结果表明:当温度在32 3K～343K范围内,反应的级数为3 5左右,其反应速率常数随着温度的升高而增大,但当温度大于347K时反应常数骤然下降,反应级数有所提高,这可能是由于该反应过程中随着温度的升高反应的机理发生了改变或由于在高温下CO和O2 生成CO2 的可能性增大而引起的;通过在整个温度范围内,对logk与1/T的线性关系分析发现其结果并不理想,主要原因可能是由于在不同的温度范围内,该反应的机理发生了变化,从而使活化能也有变化。为了能获得可靠的反应动力学方程式,本文对温度32 3～343K及347～35 3K两个温度范围分别进行数据处理,其线性相关系数较好,回归得到的反应动力学方程式为:反应温度在32 3K～343K范围,反应速率方程为:r=2 4 8×10 7exp(- 36 2 ×10 RT)p1 15O2 p2 35CO　　反应温度在347～35 3K范围,反应速率方程为:r =1 10 ×10 6 exp(- 6 6 5 8×10 3/RT)p1 74 O2 p3 81CO更多还原