第5章 己二酸.docx
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第5章己二酸
第5章己二酸、戊二酸、丁二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中溶解度及关联
根据前面混合二元酸甲酯化反应工艺与反应动力学研究发现，酯化剂甲醇是要求过量才能保证DBA酯化高产率。
酯化剂甲醇在DBA甲酯化反应体系中既是酯化剂也是反应体系溶剂，DBA甲酯化过程涉及到DBA在甲醇中溶解反应耦合过程，随着反应发生己二酸二甲酯不断生成，DBA在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂中溶解反应耦合过程逐渐占用主导作用，因此研究DBA在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂中固液相平衡有利于分析DBA溶解平衡对反应的影响，为DBA大规模生产提供可靠的基础工程热力学数据。
5.1混合二元酸在甲醇与己二元酸二甲酯混合溶剂中溶解度
5.1.1混合二元酸在甲醇与己元酸二甲酯溶解度测定实验可靠性的验证
混合二元酸在甲醇与混合二元酸二甲酯溶解度测定实验采用激光动态法,为了检验该装置的准确性，本实验做了己二酸在甲醇和醋酸中的溶解度，将测得的部分值与文献[45,49,62]进行比较，结果如图5.1~5.2，测量值与文献值基本吻合。
说明这套激光装置用来测定这三种二元酸在己二酸二甲脂和甲醇混合溶剂中的溶解度是可信的。
图5.1己二酸在甲醇中的溶解度（□实验值△文献值[62]）
图5.2己二酸在醋酸中溶解度（□实验值○文献值[45]△文献值[49]）
5.1.2混合二元酸在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂溶解度
本实验分别测定了己二酸、戊二酸、丁二酸在甲醇和己二酸二甲脂混合溶液中溶解度（甲醇的质量分数依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0），其中Sexp为原始数据溶质的溶解度数据，xexp为溶质的摩尔分数，w1为混合溶液中己二酸二甲脂的质量分数，w2为甲醇的质量分数，具体的溶解度数据如图表5.1~5.3所示：
表5.1己二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度
T/K
Sexp/g
xexp
T/K
Sexp/g
xexp
w1=1
w1=0.4
293.15
0.3754
0.0045
287.05
12.6
0.0394
298.15
0.4480
0.0053
290.25
13.784
0.0429
303.15
0.5308
0.0063
292.55
15.186
0.0471
308.15
0.6107
0.0072
297.85
17.1166
0.0528
313.15
0.7800
0.0092
302.15
19.1536
0.0587
318.15
0.9754
0.0115
306.55
21.371
0.0650
323.15
1.1910
0.0140
309.55
24.075
0.0727
328.15
1.5280
0.0179
312.35
26.2226
0.0786
333.15
1.7750
0.0207
316.55
29.23
0.0869
338.15
2.6294
0.0304
321.55
33.0732
0.0972
326.55
37.5988
0.1090
331.65
43.0132
0.1228
w1=0.9
w1=0.3
284.65
1.6024
0.0131
286.25
13.5646
0.0379
288.95
1.9624
0.0159
290.95
15.1646
0.0422
294.75
2.373
0.0192
293.55
16.2908
0.0452
299.75
2.7594
0.0223
297.55
18.302
0.0505
303.95
3.1618
0.0254
300.65
20.8262
0.0570
307.35
3.6802
0.0295
304.65
23.0756
0.0628
311.75
4.1942
0.0335
308.95
26.0736
0.0704
315.45
4.736
0.0376
311.65
28.0506
0.0753
319.75
5.3432
0.0423
315.65
31.353
0.0834
323.85
5.9786
0.0470
320.25
35.785
0.0941
327.45
6.581
0.0515
324.45
40.7172
0.1057
330.85
7.2196
0.0563
328.95
45.9172
0.1176
w1=0.8
w1=0.2
283.95
4.4
0.0270
285.25
13.8
0.0349
288.45
4.9528
0.0303
290.95
16
0.0402
293.25
5.587
0.0341
293.75
18
0.0450
298.75
6.4932
0.0394
297.65
20.3456
0.0506
302.75
7.3146
0.0442
301.45
22.3544
0.0553
308.05
8.4076
0.0504
304.55
24.886
0.0612
311.35
9.3114
0.0555
308.45
27.8884
0.0681
316.35
10.3958
0.0616
312.35
30.8378
0.0748
320.95
11.6254
0.0684
316.45
34.4424
0.0828
325.15
13.2318
0.0771
320.65
38.8932
0.0925
328.85
14.436
0.0836
324.65
44.3688
0.1041
331.75
15.5502
0.0894
328.55
50.0624
0.1160
w1=0.7
w1=0.1
291.45
8.0194
0.0394
285.15
14
0.0323
296.15
8.7602
0.0429
289.15
16
0.0368
299.35
9.4904
0.0463
292.65
18
0.0412
302.45
10.439
0.0507
297.35
21
0.0477
305.35
11.4172
0.0552
300.65
23.4126
0.0529
309.05
12.5822
0.0605
304.45
26.1556
0.0588
312.25
13.8844
0.0663
308.85
29.9748
0.0668
315.45
15.3416
0.0727
311.15
32.574
0.0722
318.75
16.944
0.0797
315.35
36.8792
0.0809
323.05
19.142
0.0892
320.15
42.603
0.0923
326.45
20.8258
0.0962
324.65
48.611
0.1040
330.05
22.615
0.1037
327.65
54.6112
0.1153
w1=0.6
w1=0
289.65
10
0.0412
284.85
14
0.0298
294.25
11.2
0.0459
288.95
16
0.0339
297.55
12.21
0.0498
291.45
18
0.0380
300.85
13.2472
0.0538
296.45
20.999
0.0440
304.85
14.9492
0.0603
299.45
23.4098
0.0488
308.65
16.666
0.0668
302.95
26.0174
0.0540
312.55
18.392
0.0732
306.95
29.6358
0.0610
315.85
19.9936
0.0791
309.55
32.66
0.0668
319.05
21.859
0.0858
313.55
37.0676
0.0752
322.95
24.4664
0.0951
318.65
43.2644
0.0866
328.65
27.4558
0.1055
323.85
49.8798
0.0986
331.55
29.4888
0.1124
327.15
57.2142
0.1115
w1=0.5
287.85
10.9814
0.0391
290.75
12.029
0.0427
294.55
13.4636
0.0475
298.35
15.0426
0.0528
302.35
16.8736
0.0588
306.25
18.929
0.0655
311.15
21.4544
0.0736
314.35
23.5396
0.0802
317.75
25.5964
0.0866
321.95
28.6232
0.0958
326.55
32.4864
0.1074
332.15
37.4672
0.1219
图5.3己二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度（w2甲醇质量分数）
表5.2戊二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度
T/K
Sexp/g
xexp（molefraction）
T/K
Sexp/g
xexp（molefraction）
w1=1
w1=0.4
294.85
4.348616
0.0542
289.15
78
0.2193
297.15
5.584235
0.0686
294.45
86
0.2364
300.85
7.069294
0.0853
298.15
94
0.2529
304.55
8.569319
0.1015
303.55
106
0.2762
306.35
9.748666
0.1139
307.45
118
0.2982
309.05
11.26805
0.1294
310.95
130
0.3188
310.75
12.78823
0.1443
315.65
146.64
0.3455
312.95
14.79012
0.1632
319.15
162.64
0.3693
315.25
17.2452
0.1853
322.35
181.48
0.3952
w1=0.9
w1=0.3
291.95
20.0156
0.1546
289.95
88
0.2203
293.65
22.166
0.1684
296.35
99.72
0.2426
296.55
25.366
0.1881
300.65
109.48
0.2601
299.85
28.2676
0.2052
304.35
118.92
0.2764
302.75
31.4088
0.2229
307.65
129.12
0.2931
308.05
35.1888
0.2432
310.65
139.8
0.3099
312.55
39.5888
0.2656
314.15
153
0.3295
316.45
44.8432
0.2906
317.75
169.6
0.3526
320.85
53.3232
0.3275
321.15
187.84
0.3763
w1=0.8
w1=0.2
289.25
32.984
0.1873
290.65
96
0.2177
292.75
37.146
0.2060
295.75
108
0.2384
296.35
41.2452
0.2237
299.85
120
0.2580
301.35
45.6504
0.2418
305.85
138.88
0.2870
303.95
49.8048
0.2581
310.65
154.08
0.3087
307.35
54.77716
0.2768
315.15
172.12
0.3328
312.05
60.96996
0.2987
318.15
185.32
0.3494
314.75
65.63676
0.3144
321.35
206.44
0.3743
316.35
71.56956
0.3333
322.55
219
0.3883
w1=0.7
w1=0.1
289.45
46.824
0.2094
292.45
110
0.2251
293.85
51.8956
0.2269
295.85
118.5
0.2383
297.75
56.0524
0.2407
299.35
129.3
0.2545
301.15
60.2924
0.2543
302.95
141.7
0.2723
304.45
65.3848
0.2700
306.55
156.7
0.2927
308.35
72.1848
0.2899
310.35
172.9
0.3135
312.75
80.1848
0.3120
313.95
191.05
0.3353
317.25
89.5732
0.3363
317.15
212.3
0.3592
321.35
101.6532
0.3651
320.55
238.3
0.3862
w1=0.6
w1=0
290.15
60
0.2219
293.55
118
0.2225
296.65
66.8
0.2410
295.25
122
0.2283
301.55
73.6
0.2591
297.25
128
0.2369
304.65
81.6
0.2794
299.55
136
0.2480
308.45
91.04
0.3020
302.95
148
0.2641
312.35
101.32
0.3250
308.05
168
0.2895
316.35
113.76
0.3509
312.35
188
0.3132
319.65
126.16
0.3748
317.55
218
0.3459
323.75
144.48
0.4071
321.55
248
0.3756
w1=0.5
293.05
74.16
0.2330
298.35
80.84
0.2488
301.35
84.764
0.2578
303.25
88.794
0.2667
306.25
95.914
0.2821
309.95
105.514
0.3018
313.45
116.594
0.3233
316.75
128.994
0.3458
320.55
146.274
0.3747
图5.4戊二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度
表5.3丁二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度
T/K
Sexp/g
xexp（molefraction）
T/K
Sexp/g
xexp（molefraction）
w1=1
w1=0.4
293.15
0.334113
0.0049
288.75
12
0.0461
298.15
0.409671
0.0060
293.45
13.2436
0.0506
303.15
0.482315
0.0071
297.65
14.2906
0.0544
308.15
0.616781
0.0090
301.45
15.3454
0.0582
313.15
0.675533
0.0099
304.35
16.3504
0.0618
318.15
0.746532
0.0109
307.35
17.371
0.0654
323.15
0.87153
0.0127
310.15
18.6924
0.0700
328.15
0.996839
0.0145
313.55
20.3924
0.0759
333.15
1.223796
0.0177
319.95
23.358
0.0860
338.15
1.703534
0.0245
325.95
26.3938
0.0961
332.35
30.1078
0.1082
w1=0.9
w1=0.3
289.05
2
0.0200
287.35
12.42
0.0427
296.65
2.4726
0.0246
291.65
13.7702
0.0471
303.35
2.7994
0.0278
295.95
15.1626
0.0517
309.15
3.05
0.0302
299.65
16.442
0.0558
313.75
3.3036
0.0327
303.05
17.6658
0.0597
317.75
3.719
0.0366
306.75
19.0462
0.0640
324.55
4.5722
0.0446
309.85
20.6684
0.0691
335.15
5.7322
0.0553
314.05
22.643
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318.75
25.8154
0.0849
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29.3666
0.0954
326.45
33.1626
0.1065
w1=0.8
w1=0.2
289.45
4.4
0.0332
286.85
12.92
0.0402
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5.11
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0.0905
328.25
34.299
0.1001
w1=0.7
w1=0.1
290.95
7.1
0.0430
286.15
12.92
0.0368
297.15
7.8812
0.0475
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14.6062
0.0414
302.45
8.6374
0.0518
294.15
16.2406
0.0458
307.45
9.6886
0.0578
297.45
17.8818
0.0502
311.85
10.5004
0.0623
301.15
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309.35
24.4512
0.0674
325.95
14.4418
0.0837
313.75
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0.0733
331.65
16.2868
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317.55
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0.0798
322.35
32.3586
0.0873
328.45
37.1094
0.0988
w1=0.6
w1=0
289.35
8.4
0.0427
285.75
14
0.0366
294.55
9.24
0.0468
290.95
16.026
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299.15
9.94
0.0502
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303.15
11.23
0.0563
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0.0971
w1=0.5
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11
0.0480
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318.45
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323.95
22.1952
0.0923
331.15
25.256
0.1037
图5.5丁二酸在甲醇己二酸二甲脂中的溶解度
结合图5.3~5.5和表5.1~5.3可以观察出：
（1）从图5.3~5.5可以看出，在同一种溶剂配比中己二酸、戊二酸、丁二酸的溶解度随温度的升高而增加；
（2）从图5.2、图5.3可以看出己二酸和丁二酸在己二酸二甲脂中的溶解度非常小，随温度升高其增加的幅度很缓慢；混合溶剂中甲醇的质量分数越高，三种溶质的溶解度随温度增长的斜率越大，说明甲醇是敏感因素，H
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