H.E.L Simular 應用案例2 量熱及動力學研究
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測量化學反應中的熱量產(chǎn)生及損失是研究化學反應過程及反應機理的重要方法,現(xiàn)已廣泛應用于科研及化工領域的工藝優(yōu)化,、催化劑篩選及化工風險評估等方面。H.E.L反應量熱儀是一種動態(tài)熱分析儀器,,在化工生產(chǎn)過程中起著至關重要的作用,,能在線監(jiān)測化學反應過程中的參數(shù)變化,跟蹤反應過程中的溫度,、熱量,、PH和熱傳遞等數(shù)據(jù)。
了解工藝過程—熱動力學
通過反應量熱法提供數(shù)據(jù),,了解工藝在等溫或非等溫條件下的熱力學和動力學,,以便安全地進行大規(guī)模生產(chǎn)。
--構建基于濃度的反應動力學模型,;
--模擬均勻體系下的間歇,,半間歇,連續(xù)反應,;
--獲得控制變量的影響,,計算熱爆炸臨界條件;
--絕熱條件下最高反應溫度MTSR
--內(nèi)置物質性數(shù)據(jù)庫或者連接到MIXTURE 數(shù)據(jù)庫模塊
H.E.L的Simular系列設備可給客戶提供工藝開發(fā)及放大提供更全面的解決方案:
l 常壓,、高壓,、兼容常壓及高壓
l 材質:玻璃、金屬釜(不銹鋼/哈式合金)
l 量熱方法:
等溫量熱:熱流法,、功率補償法
非等溫量熱法:回流量熱,、斜率升溫量熱
l 工藝控制:溫度、壓力,、攪拌,、pH、DO,、濁度,、FTIR、Raman等
案例:使用自動化反應器系統(tǒng)在鈀催化苯乙炔氧化羰基化反應中實現(xiàn)pH和Qr振蕩
Achieving pH and Qr oscillations in a palladium-catalysed phenylacetylene oxidative carbonylation reaction using an automated reactor system,,K. Novakovic , C. Grosjean , S.K. Scott , A. Whiting, M.J. Willis, A.R. Wright,,Chemical Physics Letters,Volume 435, Issues 1–3, 12 February 2007, Pages 142-147
該研究在均相催化體系(PdI2-KI-Air-NaOAc的甲醇溶液)中鈀催化的苯乙炔氧化羰基化反應中實現(xiàn)了pH和熱輸出(Qr)的可重復振蕩,。實驗在H.E.L Simular反應量熱儀中進行,,精確控制溫度和氣體流速。在一定的實驗條件下,,觀察到第二組振蕩,。Qr中的振蕩是放熱的,沒有相應的吸熱,。振蕩過程中釋放的總能量服從階梯函數(shù),,最大能量為600 J/振蕩,。放熱隨pH值的下降而同步,隨pH值的增加而減少,。
作者工作的最終目標是開發(fā)一個用于反應工程研究的系統(tǒng)預測動力學模型,,包括控制產(chǎn)物選擇性。這首先需要確定一個可靠的反應網(wǎng)絡(機制),。本工作中大部分實驗在200 min內(nèi)實現(xiàn)了苯乙炔40%左右的轉化率,,主要產(chǎn)物如式(1)所示。
所有觀察到的產(chǎn)品及其分布的詳細情況將在其他地方介紹,。為了闡明該網(wǎng)絡,,將進行進一步的實驗研究,在整個反應譜的振蕩和非振蕩區(qū)域進行化學成分譜和氣液傳質速率的額外測量,。結合組分和Qr剖面以及氣液傳質速率,,可以使動力學速率項回歸。