Nitrometaanin happokatalyyttisen hydrolyysin etuna on korkealaatuisen hydroksyyliamiinihydrokloridin, tärkeän kemiallisen materiaalin, tuottaminen, mutta se aiheuttaa myös riskihuolia heterogeenisen prosessin mittakaavan kasvattamisessa ja panostoiminnassa. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tässä työssä luotiin homogeeninen synteesijärjestelmä lisäämällä sivutuote muurahaishappo reaktioseokseen. Homogeenisen järjestelmän perusteella käytettiin stop-flow-mikrotuubireaktoria hydrolyysireaktion ominaisuuksien tutkimiseen ja vastaavan puoliempiirisen kinetiikkayhtälön kehittämiseen. Kinetiikkakokeet tehtiin alle 120 °C:n lämpötilassa sivureaktioiden estämiseksi. Selvitimme, että vesi ja happo vaikuttivat monimutkaisesti hydrolyysireaktionopeuteen kahdella eri happokonsentraatiovälillä. Kinetiikkamallit laadittiin näille kahdelle alueelle, ja ne korreloivat erinomaisesti kokeellisten tietojen kanssa. Suuri yleinen aktivoitumisenergia osoittaa, että hydrolyysireaktio on herkkä reaktiolämpötilalle. Homogeenisen järjestelmän tarjoama tehostettu kontakti reaktanttien välillä sekä optimoitu lämpötila (110 °C) ja HCl-konsentraatio (>5,0 M) voivat lisätä reaktionopeutta merkittävästi. Perinteiseen prosessiin verrattuna reaktioaika lyheni huomattavasti neljään tuntiin, kun nitrometaanin 90 prosentin konversio saavutettiin 110 °C:ssa. Pysäytysvirtausreaktorin ja jatkuvatoimisen virtausreaktorin korkea yhdenmukaisuus reaktiosuorituksissa vahvistettiin kokeellisesti, mikä todisti hydroksyyliamiinihydrokloridin hyvin suunnitellun virtaussynteesin toteutettavuuden.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.