Этерификация этилгексановой кислоты с использованием проточного каталитического мембранного реактора

Аннотация

Каталитические мембранные реакторы – элемент современных технологий, предлагаемых для проведения гетерогенных процессов. При пропускании реакционной смеси через поры мембраны с нанесенным на нее соответствующим катализатором реагенты находятся в тесном контакте, что обеспечивает высокую каталитическую активность при незначительном диффузионном торможении массопереноса. Чтобы определить оптимальные условия синтеза эфира жирной (этилгексановой) кислоты, осуществляемого по реакции этерификации в мембранном реакторе, было проведено моделирование процесса с помощью факторного планирования эксперимента и метода поверхности отклика (Factorial Design and Response Surface Methodology, FDRSM). Варьировались параметры, оказывающие существенное влияние на процесс этерификации: температура, мольное соотношение этанола и жирной кислоты, площадь внутренней поверхности мембранных пор. Проведены эксперименты в реакторе с модифицированной мембраной, согласно которым определены оптимальные условия, при которых конверсия достигает максимального значения (99,7 %): температура 30 °C, мольное соотношение 5 : 1, площадь внутренней поверхности мембраны 252450 cm2. Из сопоставления результатов моделирования и экспериментальных данных можно заключить, что факторное планирование – эффективный способ сократить время, затрачиваемое на оптимизацию условий проведения реакции.