基于响应面法的异丙醇合成工艺参数优化及动力学分析.docx

基于响应面法的异丙醇合成工艺参数优化及动力学分析

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2异丙醇的工业制备方法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3响应面法在工艺优化中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.4动力学分析在化学反应研究中的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.5本研究的主要内容及技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1实验原料与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.1主要原料规格与来源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.2辅助试剂及其纯度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2实验装置与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2.1反应釜系统描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.2物料分析与检测仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.3实验方法与过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3.1基础合成路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3.2反应条件控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.3.3产物收率测定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.4响应面法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.4.1优化目标函数确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.4.2关键工艺参数选取与水平设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.4.3BoxBehnken实验设计实施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.5动力学实验方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.1响应面法优化结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1.1实验数据整理与统计分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.2各因素交互作用效应分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1.3响应面图构建与最优条件预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.1.4模型验证与实际验证实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.2优化条件下工艺参数分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.1最佳工艺条件组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.2.2最佳条件下的异丙醇收率与选择性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.2.3优化工艺参数的稳定性与重复性考察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.3异丙醇合成动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.3.1反应进程曲线绘制与拟合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.3.2基于常用动力学模型的探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.3.3活化能的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.3.4温度对反应速率影响规律分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.4优化工艺与动力学模型的结合讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

3.4.1优化参数对反应动力学的潜在影响．．．．．．．．