Кинетика и моделирование каталитических процессов переэтерификации и полиэтерификации при получении пленкообразующих веществ

• Автор: Овчинникова, Татьяна Олеговна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 226 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Современное состояние теории и техники получения пленкообразующих органических веществ
1.1 Классификация органических пленкообразующих веществ
1.2 Требования, предъявляемые к органическим пленкообразующим веществам
1.3 Методы определения показателей качества органических пленкообразующих веществ
1.3.1 Условная вязкость пленкообразующих веществ
1.3.1.1 Условная вязкость по методике с использованием воронки
ниилк
1.3.1.2 Условная вязкость определяемая с использованием вискозиметра марки ВЗ
1.3.2 Цветность пленкообразующих веществ
1.3.3 Время высыхания пленкообразующих веществ
1.3.4 Кислотное число пленкообразующих веществ
1.4 Факторы, влияющие на формирование качественных показателей пленкообразующих веществ
1.4.1 Влияние качества сырья на показатели (цветность, кислотное число) пленкообразующего вещества
1.4.1.1 Методы очистки растительного масла
1.4.2 Влияние технологических параметров переэтерификации на
характеристики качества пленкообразующего
1.5 Технологии производства органических пленкообразующих веществ
1.6 Процессы переэтерификации и полиэтерификации в производстве органических пленкообразующих веществ
1.6.1 Механизм переэтерификации в производстве органических пленкообразующих веществ
1.6.2 Механизм полиэтерификации в производстве органических пленкообразующих веществ
1.7 Катализаторы в органическом синтезе пленкообразующих веществ
1.7.1 Катализаторы для процесса переэтерификации
1.7.2 Катализаторы для процесса полиэтерификации
1.7.3 Металлы и оксиды металлов в наноструктурированной форме для процессов органического синтеза
1.7.4 Применение наноматериалов в процессах получения пленкообразующих веществ
1.8 Кинетика процессов переэтерификации и полиэтерификации при производстве органического пленкообразующего вещества

1.9 Образование активных центров на поверхности частиц катализатора
1.10 Методы моделирования активных центров на поверхности частицы катализатора
1.10.1 Кластерная модель расчета кристаллической поверхности
1.10.2 Модель двупериодической пластины расчета кристаллической поверхности
1.10.3 Модель трехпериодической пластины расчета кристаллической поверхности
1.11 Оборудование для процессов переэтерификации и полиэтерификации органических пленкообразующих веществ
1.11.1 Факторы определяющие выбор конструктивного оформления реактора для процессов переэтерификации и полиэтерификации органических пленкообразующих веществ
Выводы к главе 1 и постановка задачи исследования
2 Исследование влияния катализатора в наноструктурированной форме на кинетику процессов переэтерификации и полиэтерификации при синтезе лака ПФ
2.1 Постановка задачи исследований
2.2 Разработка способа повышения качества растительного масла с использованием катализаторов в наноструктурированной форме
2.2.1 Экспериментальная установка для исследования процесса удаления примесей из растительного масла
2.2.2 Методика проведения исследований процесса удаления примесей из растительного масла
2.2.2.1 Удаление примесей из растительного масла методом гидратации
2.2.2.2 Удаление примесей из растительного масла с использованием ультрадисперсных материалов
2.2.3 Анализ результатов по оценке эффективности удаления примесей из растительного масла
2.3 Исследование влияния катализаторов в наноструктурированной форме на кинетику процессов переэтерификации и полиэтерификации
2.3.1 Экспериментальная установка и методики проведения исследований процессов переэтерификации и полиэтерификации
2.3.2 Выбор ультрадисперсных катализаторов для исследования кинетики процессов переэтерификации и полиэтерификации
2.3.3 Исследование влияния композиции катализаторов в наноструктурированной форме на качественные показатели пленкообразующего вещества
2.3.4 Исследование влияния наноструктурированных катализаторов на кинетику процессов переэтерификации и полиэтерификации
2.4 Кинетика процессов переэтерификации и полиэтерификации в зависимости от их технологических параметров процесса синтеза органического пленкообразующего вещества
Выводы к главе
3 Моделирование процессов переэтерификации и полиэтерификации при получении органического пленкообразующего вещества (лака ПФ-060)
3.1 Разработка физической модели процессов переэтерификации и полиэтерификации
3.1.1 Химизм процесса переэтерификации
3.1.2 Химизм процесса полиэтерификации
3.2 Описание физических моделей процессов переэтерификации и полиэтерификации
3.3 Допущения, принятые при составлении математического описания процессов переэтерификации и полиэтерификации
3.4 Моделирование процесса переэтерификации
3.4.1 Постановка задачи исследования
3.4.2 Описание кинетики процесса переэтерификации
3.4.3 Кинетические параметры процесса переэтерификации
3.5 Моделирование процесса полиэтерификации
3.5.1 Постановка задачи исследования
3.5.2 Моделирование процесса диффузии реагентов через жидкий слой к сферической частице катализатора
3.5.2.1 Перенос вещества с поверхности жидкостного слоя к поверхности катализатора
3.5.2.2 Расчет концентрации реагентов у поверхности частицы катализатора в сферических координатах
3.5.2.2.1 Определение потока реагентов к поверхности частицы катализатора для медленных процессов
3.5.2.2.2 Определение потока реагентов к поверхности частицы катализатора для быстрых процессов
3.5.2.3 Определение диапазона параметров обеспечивающего адекватность математической модели
3.5.3 Определение концентраций реагентов процесса полиэтерификации
3.5.4 Идентификация математической модели процесса
полиэтерификации
3.5.4.1 Идентифицируемые параметры процесса полиэтерификации
3.5.4.2 Определение параметров процесса полиэтерификации
Выводы к главе
4 Исследование влияния активных центров поверхности частицы катализатора на процесс полиэтерификации
4.1 Постановка задачи исследования
4.2 Геометрические конфигурации структур активных центров на

поверхности частицы катализатора
4.3 Исследование влияния структуры поверхности частицы катализатора на кинетику реакции полиэтерификации

алкоксильных ионов. КО- является реагирующей частицей при основном катализе.
При переэтерификации в качестве катализаторов широко используют соединения металлов. Механизм катализа соединениями металлов окончательно не установлен. Согласно литературным данным [13], катализ ионами металла может протекать как по типу основного, так и кислотного катализа.
1.6.2 Механизм полиэтерификации в производстве органических пленкообразующих веществ
Несмотря на то, что каталитическая полиэтерификация изучена довольно широко, до настоящего времени четкого представления механизма действия катализаторов нет, что затрудняет возможность выбора катализатора для указанной реакции.
Полиэтерификация относится к типу поликонденсационного процесса, включающего акты присоединения-отщепления. В кислотных реагентах атомы углерода карбонильной группы имеют частичный положительный заряд в следствии наличия кратной связи с электроотрицательным атомом кислорода и представляют собой электронодефицитные центры, способные вступать во взаимодействие с нуклеофилом. При этом промежуточное соединение представляет собой продукт присоединения атакующего реагента к поляризованным атомам карбонильной группы.
Образование переходного состояния является медленной стадией процесса. Степень поляризации карбонильной группы в переходном состоянии зависит от природы нуклеофильного агента. Установлено, что лимитирующей стадией полиэтерификации является нуклеофильная атака карбонильной группы [13].
Основное действие катализатора проявляется в активации реагирующих