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硝酸异辛酯硝化反应国内外研究现状

时间:2019-10-05 20:45来源:毕业论文
硝酸异辛酯是重要的柴油机燃料添加剂,通常用来提高燃料的十六烷值,使得柴油的燃烧性能更加出色,并能缩短着火时间,提高机车热工况动力学,节油效果十分明显。现有技术中,

硝酸异辛酯是重要的柴油机燃料添加剂,通常用来提高燃料的十六烷值,使得柴油的燃烧性能更加出色,并能缩短着火时间,提高机车热工况动力学,节油效果十分明显。现有技术中,混酸法是生产硝酸异辛酯的一种常用方法,一般在常温或者较低的温度下,将异辛醇添加到硝酸和硫酸的混酸中,用盐水冷却,使得反应在持续低温下进行,之后将反应物再注入冰水分层,同时把酯层洗涤[2,3]。而对于硝酸异辛酯的实际生产制造,国内已发生过两起生产事故[4,5]。此处研究的是异辛醇硝化制备硝酸异辛酯(EHN)反应的热危险性。18922
目前,国内多用二硝基甲苯(DNT)的各种异构物作为染料、高分子材料与TNT等有机化合物的重要中间体,其中2,3-二硝基甲苯还常用于硝基化合物的降解和解毒的研究[6-8]。目前,国内采用的硝化剂大多是硝硫混酸,经一硝基甲苯(MNT)硝化制得DNT。该硝化过程在两相体系中进行,会受到传质和动力学的共同作用,放热剧烈,影响因素多,工艺危险性较大[9,10]。
国内对热失控评价方法早有调研,有适合甲苯硝化的热危险性评估方法[11,12];通过研究甲苯在硝硫混酸中硝化生成MNT的放热特性[13],研究温度、搅拌速度等对硝化的影响,同时参考已有的动力学模型,得到了甲苯一段硝化的活化能数值。根据热积累的情况,计算一段硝化反应热失控所达到的最高温度,并与二次分解反应的开始温度进行对比,以此判断二次失控的可能性和严重度,最后对这个过程的热失控危险性进行分级[14];对甲苯一段硝化过程的放热特性,反应失控体系所达到的最高温度以及二次分解的可能性、严重度[15]进行研究。论文网 源`自<六:维;论-文>网/www.lwfree.cn
 国外的研究情况
硝化反应是最早的有机反应之一[16],国外利用模型对硝化反应开展了一系列研究。在混酸条件下的芳烃硝化已被选择为液-液反应的一个具体实例。在化学分析的支持下,大量的实验方案一直使用绝热实验和试点反应堆实验。一系列的硝化实验对不同的初始和操作条件进行了研究,例如温度、搅拌速度和硫酸浓度等对反应的影响。同时,Zalpar J M和Molga E等人开发了一个数学模型来预测总体转化率。该数学建模和实验验证了苯、甲苯、氯苯一硝化的动力学控制规律,(液-液反应)并对此进行了介绍和讨论[17]。
在上个世纪四、五十年代,英国的里德教授等人在伦敦大学对硝化反应进行了出色的研究,他及他的学派发表的一系列论文,被认为是用来了解硝化反应最基本的文献。同期,前苏联的学者季托夫对硝化反应的研究也卓有成效,为现代混酸硝化理论奠定了初步基础。这个时期的学者研究认为芳香烃硝化是取代反应[18]。该阶段的研究还表明芳香烃在混酸中均相硝化时,呈二级反应[18-19]。在此后的二十年里,硝化反应的研究几乎没有进展,直到70年代之后,硝化反应的研究才又重新活跃起来。这期间,化学家们纷纷把视线投向非均相条件下的硝化反应,希望能得到非均相条件下反应的影响因素和动力学数据。Cox等人对甲苯的两相硝化进行了研究,同时测试了甲苯在混酸中的溶解度以及两相界面的面积,并研究了反应活化能等[20-22]。在1975年美国化学协会169届年会中,“工业及实验室硝化”研讨会宣读了关于硝化反应的23篇论文,反应了当时从事硝化反应的化学家和工程师的一些研究成果和理论观点,为后人的研究提供了良好的基础[23]。 源`自<六:维;论-文>网/www.lwfree.cn
从上述的介绍中,国内外的学者对异辛醇硝化与甲苯硝化做了许多研究,而DynoChem软件在工艺放大与反应危险性分析方面有相当强大的功能,并且已有很多的成功案例。本文正是采用该软件来辅助研究硝化反应的动力学。 硝酸异辛酯硝化反应国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191005/40236.html
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