乙二胺盐酸盐与氢氧化钙反应动力学

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0364

摘要/Abstract

摘要：

在双氨基硅烷偶联剂的工业生产过程中会产生大量的乙二胺盐酸盐副产物，该副产物通过与氢氧化钙进行中和反应得到无水乙二胺，可实现乙二胺的循环利用。利用电导率法建立乙二胺盐酸盐转化率和电导率的关系，考察了液固比、盐浓度、温度等因素对乙二胺盐酸盐转化率的影响，并确定了最优工艺条件。实验结果表明，乙二胺盐酸盐的转化率随着液固比及乙二胺盐酸盐浓度的增大而降低。基于缩芯模型，建立乙二胺盐酸盐和氢氧化钙的动力学方程。根据实验数据求出反应过程的活化能，发现乙二胺盐酸盐和氢氧化钙的中和反应主要受内部扩散控制。动力学模型为Kt=1-3（1-x）^2/3+2（1-x），活化能为30.89 kJ/mol。该研究为从乙二胺盐酸盐副产物提取无水乙二胺提供了实验依据。

关键词: 乙二胺盐酸盐, 缩芯模型, 动力学, 氯化钙

Abstract:

The industrial production process of diamino silane coupling agent results in the generation of a significant quantity of ethylenediamine hydrochloride by-product.This by-product can be repurposed via neutralization reaction with calcium hydroxide to acquire anhydrous ethylenediamine.The conductivity method was utilized to establish the interdependence of ethylenediamine hydrochloride conversion rate and conductivity.The impact of various factors including liquid-solid ratio，salt concentration，and temperature on the conversion rate of ethylenediamine hydrochloride was explored and the optimal process conditions were determined.The experimental results indicated that the conversion rate of ethylenediamine hydrochloride was declined with the increase of liquid-solid ratio and ethylenediamine hydrochloride concentration.The kinetic equations for ethylenediamine hydrochloride and calcium hydroxide were established based on the shrinking core model.The experimental data was analyzed to determine the activation energy of the reaction process，revealing that internal diffusion primarily controlled the neutralization reaction between ethylenediamine hydrochloride and calcium hydroxide.The kinetic model Kt=1-3（1-x）^2/3+2（1-x） was applied，giving an activation energy of 30.89 kJ/mol.This study established a valuable empirical foundation for extracting anhydrous ethylenediamine from the by-product of ethylenediamine hydrochloride.

Key words: ethylenediamine hydrochloride, shrinking core model, kinetics, calcium chloride

中图分类号:

TQ115

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图/表 10

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反应温度/K	斜率	T^-1/K^-1	ln K
303	6.3×10^-4	3.30×10^-3	-7.37
318	9.8×10^-4	3.14×10^-3	-6.92
333	1.43×10^-3	3.00×10^-3	-6.54
348	1.95×10^-3	2.87×10^-3	-6.24
363	2.35×10^-3	2.75×10^-3	-6.05

反应温度/K	斜率	T^-1/K^-1	ln K
303	4.0×10^-4	3.30×10^-3	-7.81
318	8.8×10^-4	3.14×10^-3	-7.04
333	1.62×10^-3	3.00×10^-3	-6.42
348	2.43×10^-3	2.87×10^-3	-6.02
363	2.98×10^-3	2.75×10^-3	-5.81

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