Пути управления жидкофазным окислением сульфита и гидросульфита натрия, а также их смесей в концентрированных водных растворах воздухом

• Автор: Ковалёва, Анна Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1.1. Сведения о схемах механизма и кинетических закономерностях жидкофазного окисления молекулярным кислородом .

1.1.1 Жидкофазное окисление сульфитаниона молекулярным кислородом

1.1.2 Жидкофазпое окисление гидросульфитанионов и смеси сульфит и гидросульфитанионов молекулярным кислородом

1.2. Основные области практического использования жидкофазного

окисления сульфитгидросульфитанионов.

1.2.1 Сопряженное сульфирование непредельных соединений

1.2.2Исследование жидкофазного окисления сульфитгидросульфитанионов для решения экологических вопросов

1.2.3. Использование добавки сульфитгидросульфитанионов для других целей.

1.3. Характеристики равновесий и химических превращений в водных растворах сульфитагидросульфита щелочных и иных металлов
1.4. Получение и свойства сульфитов тяжелых металлов. Характеристика областей использования последних.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Реагенты, реактивы и прочие химические материалы, использованные в данной работе.
2.2. Экспериментальные установки и методики проведения эксперимента
2.3. Использованные методы входного, выходного и текущего контроля .
2.4. Получение полупродуктов, стимулирующих и ингибирующих добавок
2.5. Методика проведения сопряженного окисления сульфита гидросульфита натрия и натриевой соли малеиновой кислоты.
2.6. Применение статистических методов и примов при обработке результатов выполненных измерений и эксперимента.
2.7. Основные схемы переработки реакционных смесей и утилизация содержащихся в них веществ.
ГЛАВА Ш. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИТА НАТРИЯ И ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМ ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ПРООЦЕССОМ.
3.1. Оптимальный тип реактора для проведения процесса и его обоснование
3.2. Влияние начальной концентрации сульфита натрин и характеристик его контакта с газомокислителем по ходу окислительного процесса
3.3. Влияние добавок фенолов, дифениламина и персульфата аммония на кинетические закономерности окисления сульфита натрия в бисерной мельнице.
3.4. Характеристики жидкофазного окисления сульфита натрия в зависимости от величины по ходу процесса
3.5. Влияние присутствия, природы и количества движущейся тврдой фазы на характеристики процесса
3.6. Влияние растворимых в воде стимулирующих и ингибирующих добавок различной природы
3.7. Бруттосхема механизма гомогенного гетерофазного процесса, е
анализ и интерпретация
ГЛАВА IV. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГИДРОСУЛЬФИТА НАТРИЯ И ЕГО СМЕСЕЙ С СУЛЬФИТОМ В РАЗЛИЧНЫХ СООТНОШЕНИЯХ.
4.1. Общая характеристика процессов.
4.2. Соли переходных металлов и фенолы в управлении глубоким окислением смеси сульфита и гидросульфита натрия в водном растворе
. Бруттосхема механизмов жидкофазного окисления гидросульфита
натрия и его смесей с сульфитом.
V. ОИСЛЕНИЕ СУЛЬФИТА НАТРИЯ В ПРИСУТСТВИИ СОЛЕЙ
МАЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Следовательно, окислением з и ШОзионов в растворе нужно рационально управлять, для чего требуются надежные знания в области кинетики и механизма такого процесса. Весьма отлична и их интерпретация. Это легко объясняется тем, что данные процессы изучались различными исследователями в несопоставимых условиях диффузионная, кинетическая или переходная область. Практически во всех работах отсутствуют численные значения констант скоростей промежуточных реакций, необходимые для проведения макрокинетических расчетов. Нет также чтких обоснованных зависимостей, учитывающих влияние характера катиона в окисляемых солях. В связи с тем, что в последнее время растворы сульфита, гидросульфита натрия и их смеси находят широкое применение в дополнение к выше указанным сферам для обработки кож , шкур , , в лакокрасочной промышленности , для получения древесной массы , для получения красок для волос , для увеличения селеностойкости полиакрилонитрильного волокна , в фотографической промышленности , т. При этом важно было определиться в первую очередь с так называемыми управляющими факторами. Механизм окисления сульфитов основан на теории Франка и Габера. Схематично его можно представить в следующем виде из сульфитиона образуется радикал монотионовой кислоты з, при дальнейших пре
вращениях которого образуются анионы 4 и 8г . Одна из схем его приведена в . ОН ,2 Н Щ ОН
Окисление сульфита воздухом протекает в различных диапазонах изменения . На рис. Рис. Зависимость окислительновосстановительного потенциала сульфита от . Тем не менее, этот процесс в настоящее время изучен недостаточно и потому количество данных в литературе мало. Считается, что растворы сульфитов относительно легко окисляются на воздухе . В работе исследовались соли с различными одновалентными катионами МТ4, К. При наличии значительной упругости пара компонентов над раствором . Перемешивание осуществлялось барботируемым в раствор газомокислителем. Отмечается, что исследования проводились в кинетической области. Равенство значений констант скорости процесса для ряда окисляемых водных растворов солей 3, К при использовании указанного выше типа реактора и реактора с механическим перемешиванием в режиме интенсивной турбулизации жидкой фазы. Отсутствие влияния расхода газаокислителя при расходе лмин. Следует заметить, что если бы процесс сопровождался быстрой реакцией в пограничном слое жидкости классификация реакций Данквертса, то увеличение расхода газаокислителя привело бы к увеличению скорости процесса за счет возрастания поверхности контакта фаз последнее очевидно из визуальных наблюдений, что экспериментально не обнаружено. Поэтому, как и следовало ожидать в кинетической области, скорость процесса не зависит от полезного объма реактора и от поверхности контакта фаз, т. Пренебрежимо малое изменение концентрации кислорода в газеокислителе до и после реактора, что экспериментально определялось с помощью газоанализаторов и служит подтверждением низкой скорости реакции окисления. Малое изменение температуры раствора при поглощении кислорода в условиях термостатирования температура колебалась в пределах 0,5. Й.адо,,. Ь 1. БОз, НБОз концентрация сульфита и бисульфита в растворе соответственно мольл, т время, О2 концентрация кислорода в растворе мольл, к и к. Концентрация кислорода в растворе определялась по уравнению Ван Кревелена и Хотвайзера с использованием эмпирических коэффициентов Баррета. Значения констант скоростей реакций при различных температурах и величины соответствующих энергий активации представлены в таблице 1. Таблица 1. Значение констант скоростей реакций из уравнений 1 и 2 и величины энергий активаций АЕ. Здесь следует обратить внимание на то, что кинетические уравнения 1. Устранить эти нестыковки можно, признав, что режим проведения процесса в работе был встаки диффузионным. Об этом свидетельствуют и рассмотренные ниже данные. В работе изучена кинетика окисления кислородом воздуха водных нейтральных растворов сульфитов натрия, лития, калия и цезия концентрация от 0,5 до 2,0 М, С.