H.E.L Simular 应用案例2 量热及动力学研究

测量化学反应中的热量产生及损失是研究化学反应过程及反应机理的重要方法，现已广泛应用于科研及化工领域的工艺优化、催化剂筛选及化工风险评估等方面。H.E.L反应量热仪是一种动态热分析仪器，在化工生产过程中起着至关重要的作用，能在线监测化学反应过程中的参数变化，跟踪反应过程中的温度、热量、PH和热传递等数据。

了解工艺过程—热动力学

通过反应量热法提供数据，了解工艺在等温或非等温条件下的热力学和动力学，以便安全地进行大规模生产。

--构建基于浓度的反应动力学模型；

--模拟均匀体系下的间歇，半间歇，连续反应；

--获得控制变量的影响，计算热爆炸临界条件；

--绝热条件下最高反应温度MTSR

--内置物质性数据库或者连接到MIXTURE 数据库模块

H.E.L的Simular系列设备可给客户提供工艺开发及放大提供更全面的解决方案：

• 常压、高压、兼容常压及高压

• 材质：玻璃、金属釜（不锈钢/哈式合金）

• 量热方法：

等温量热：热流法、功率补偿法

非等温量热法：回流量热、斜率升温量热

• 工艺控制：温度、压力、搅拌、pH、DO、浊度、FTIR、Raman等

案例：使用自动化反应器系统在钯催化苯乙炔氧化羰基化反应中实现pH和Qr振荡

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

该研究在均相催化体系(PdI2-KI-Air-NaOAc的甲醇溶液)中钯催化的苯乙炔氧化羰基化反应中实现了pH和热输出(Qr)的可重复振荡。实验在H.E.L Simular反应量热仪中进行，精确控制温度和气体流速。在一定的实验条件下，观察到第二组振荡。Qr中的振荡是放热的，没有相应的吸热。振荡过程中释放的总能量服从阶梯函数，最大能量为600 J/振荡。放热随pH值的下降而同步，随pH值的增加而减少。

作者工作的最终目标是开发一个用于反应工程研究的系统预测动力学模型，包括控制产物选择性。这首先需要确定一个可靠的反应网络(机制)。本工作中大部分实验在200 min内实现了苯乙炔40%左右的转化率，主要产物如式(1)所示。

所有观察到的产品及其分布的详细情况将在其他地方介绍。为了阐明该网络，将进行进一步的实验研究，在整个反应谱的振荡和非振荡区域进行化学成分谱和气液传质速率的额外测量。结合组分和Qr剖面以及气液传质速率，可以使动力学速率项回归。

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