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Keywords:

  • methyl tertiary butyl ether synthesis;
  • ion exchange resin catalysis;
  • Langmuir-Hinshelwood kinetics

Abstract

Synthesis of methyl tertiary butyl ether (MTBE) from methanol and isobutene was studied using macroporous cation exchange resin, Amberlyst 15 in the hydrogen form, as a catalyst in the temperature range of 313-328 K. The reaction was carried out in a batch reactor at a pressure of one atmosphere in the liquid phase. A high degree of agitation was maintained in order to eliminate film diffusion resistance. The effect of catalyst loading, catalyst particle size and reaction temperature on reaction rate were studied. The reaction rate increased with increase in catalyst concentration and reaction temperature. Resin particle size had virtually no effect on the rate under the experimental conditions.

The reaction rate data were analysed using homogeneous kinetics and heterogeneous models based upon Langmuir-Hinshelwood rate expressions. The apparent activation energies using homogeneous and heterogeneous models were determined and found as 79.0 kJ/mol and 76.7 kJ/mol respectively.

On a étudié la synthèse du méthyl-terbutyl éther (MTBE) à partir du méthanol et de l'isobutène, en utilisant la résine cationique macroporeuse Amberlyst 15 sous sa forme hydrogène comme catalyseur, à des températures comprises entre 313 et 328 K. La réaction a été effectuée en phase liquide dans un réacteur discontinu à la pression atmosphérique. Une forte agitation a été maintenue afin d'éliminer la résistance à la diffusion de film. On a étudié l'effet de la quantité de catalyseur, la taille de ses particules et la température de réaction. La vitesse de réaction s'accroît avec l'augmentation de la concentration du catalyseur et de la température de la réaction. La taille des particules de résine n'a pratiquement pas d'effet sur la vitesse dans ces conditions expérimentales.

Les données de vitesse de réaction ont été analysées à l'aide de modèles cinétiques homogènes et de modèles hétérogènes basés sur les expressions de vitesse de type Langmuir-Hinshelwood. On a déterminé les énergies d'activations apparentes pour les modèles hétérogène et homogène, et on a obtenu des valeurs de 79,0 et 76,7 k/mol respectivement.