Use of semibatch reactor technology for the investigation of reaction mechanism and kinetics: Heterogeneously catalyzed epoxidation of fatty acid esters

催化作用 过氧化氢 化学 产量(工程) 动力学 化学工程 化学动力学 反应速率常数 有机化学 材料科学 复合材料 量子力学 物理 工程类
作者
Wander Y. Pérez-Sena,Johan Wärnå,Kari Eränen,Pasi Tolvanen,Lionel Estel,Sébastien Leveneur,Tapio Salmi
出处
期刊:Chemical Engineering Science [Elsevier BV]
卷期号:230: 116206-116206 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.ces.2020.116206
摘要

Heterogeneously catalyzed epoxidation of vegetable oils by hydrogen peroxide represents a greener route for the production of epoxides and a thermally safer reaction route compared to the classical Prileschajew epoxidation approach. The epoxidation kinetics of the heterogeneous system formed by aluminium oxide catalyst, hydrogen peroxide and methyl oleate as a model compound was studied with semibatch experiments in laboratory scale. It was found that semibatch operation improved the performance significantly compared to classical batch operation, a low and constant volumetric flowrate of hydrogen peroxide increased the final oxirane yield considerably. A semibatch reactor model and a kinetic model were developed, featuring the reaction temperature, the reactant molar ratio, the catalyst loading and the mass flow rate as the most significant experimental parameters. The mathematical model was able to well describe the experimental data. The approach can be applied to other liquid-solid catalyst systems in future in order to optimize the semibatch operation policy for complex reaction systems.
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