Homogeneous and Heterogeneous Catalyzed Esterification of Acrylic Acid with Ethanol: Reaction Kinetics and Modeling

化学 催化作用 UNIFAC公司 丙烯酸 动力学 活化能 同种类的 乙醇 多相催化 均相催化 无机化学 物理化学 有机化学 热力学 水溶液 活度系数 共聚物 聚合物 物理 量子力学
作者
G. Jyoti,Amit Keshav,J. Anandkumar,Stutee Bhoi
出处
期刊:International Journal of Chemical Kinetics [Wiley]
卷期号:50 (5): 370-380 被引量:39
标识
DOI:10.1002/kin.21167
摘要

ABSTRACT Kinetics of esterification of acrylic acid with ethanol in the presence of homogeneous (H 2 SO 4 , HCl, p ‐TSA, HI) catalysts as well as heterogeneous catalysts (Dowex 50WX, Amberlyst 15) was studied. The effects and performance of these catalysts on the conversion of acrylic acid were evaluated. In the kinetics of homogeneous catalyzed reaction, both concentration and activity‐based model were employed. Activity coefficients were predicted by the Universal Functional group Contribution (UNIFAC) method to consider nonideal behavior of the liquid phase. The heterogeneous catalyzed reaction mechanisms were developed using Eley–Rideal theory. The model results were compared with the experimental results and were in good agreement. The temperature dependency of the constants, reaction enthalpy, and entropy, and activation energy were determined. The conversion of acrylic acid was obtained as 63.2%, 61.02%, 53.3%, 21.4%, 34.96%, and 14.84% for H 2 SO 4 , p ‐TSA, HCl, HI, Dowex 50WX, and Amberlyst 15, respectively, under process temperature of 70°C, reactant molar ratio of 1:1, and catalyst concentration of 2% (v/v) for homogeneous and 2.17 g for heterogeneous catalyst. These outcomes provide an approach to understand the significant effect of each catalyst on the esterification kinetics of acrylic acid and ethanol.
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