陈荣业沈药讲座20171201.ppt

陈荣业 教授 多家企业技术顾问 有机反应优化与放大 邮箱：chenry1100@126.com 手机 陈荣业 著作 有机反应优化与放大 1 转化率、选择性与收率 2 目标函数的选择 3 转化率的影响因素 4 选择性的影响因素 5 对比选择性的概念与优势 6 温度对选择性的影响 7 浓度对选择性的影响 8 工艺优化实例 9 反应过程研究方法 10 若干问题讨论 11 反应过程因果关系 12 两种研究方法比较 13 学术论文中的动力学概念 14 有机反应放大要点 15 工业化放大实例 收率与转化率、选择性的关系： Y= Cp CA0 = CP CA0 - CA · CA0－CA CA0 = S · X S X Y Xf 收率影响因素图示： (设Evs-Evp0) CA0－CA CA0 X= 转化率： 选择性： S = CP CA0 - CA 收 率： Y= CP CA0 1 转化率、选择性与收率 X S Ya (a)高温短时间 100% 50% X S Yb (b)低温短时间 50% 100% (c)程序升温过程 X S Yc 100% 100% 2 目标函数的选择 实验号 反应溶剂 反应温度 ℃ A% P% 1 2-丁醇 79 94.1 4.3 2 THF 65 95.9 2.2 3 二氧六环 100 92.4 7.6 4 异丙醇 82 83.3 16.6 5 叔丁醇 82 58.3 41.4 6 异丁醇 100 9.3 81.7 7 乙二醇单甲醚 100 11.4 80.4 8 DMSO 100 0 80.8 9 DMF 100 64.5 33.3 10 正丁醇 100 7.6 85.7 A+P% 98.4 98.1 99.8 99.9 99.7 91.0 91.8 80.8 97.8 93.3 (S X Y) 3 转化率的影响因素 (1) (2) (3) (4) 4 选择性的影响因素（主、副反应速度竞争） 有如下平行竞争的主副反应： A + B P Evp kp A + C S Evs kS 主副反应的反应速度函数： rp = Kp rs = Ks 主副反应速度函数： rp = Kop rs = Kos 对比选择性：（相对速度） S = rp rS = kOP kOS 温度效应 浓度效应 · · 反应速度是温度的函数： K =K0 RT e Ev - 温度效应——活化能 浓度效应——反应级数 差 差 5 对比选择性的概念与优势 选择性： 对比选择性： S和S：1。取值范围不同 温度效应 浓度效应 连续、单调、可导、无极值 2.变化趋势一致 6 温度对选择性的影响（温度效应） 升（降）温有利于活化能高（低）的反应 S = rP rS = Ke EVS - EVP RT 令 T A B T TA TB Evs – Evp 0 Evs – Evp 0 7 浓度对选择性的影响（浓度效应） 高（低）浓度有利于反应级数高（低）的反应 令 S = rP rS = KCAa-a’ CBb CC-c S的三种结构： SA 、SB、SAB 一般情况：a-a’≤0 A组分一次加入（高浓度有利） 加料方式无影响 A组分缓慢滴入（低浓度有利） C A a - a a-a