مطالعه سینیتیک واکنش شیمیایی و سینیتیک کریستالیزاسیون فرآیند تولید پنتااریتریتول

واکنش شیمیایی تولید پنتاریتریتول (c(ch2oh4)4) در طی دو مرحله انجام می پزیرد. در مرحله اول، واکنش تراکم آلدولی متقاطع بین سه ملکول فرمالدئید با یک ملکول استالدئید در محیط قلیایی رقیق صورت گرفته که منجر به تولید پنتااریتروز (pentaerythrose) می گردد. واکنش فوق سریع و برگشت پذیر است . در مرحله دوم، پنتااریتروز در طی یک واکنش کانیزاروی متقاطع با یک ملکول فرمالدئید در حضور قلیایی غلیظ به پنتااریتریتول (pentaerythritol) احیاء می گردد. این واکنش کند و بازگشت ناپذیر بوده لذا مرحله دوم، به عنوان مرحله تعیین کننده سرعت واکنش خواهد بود. همزمان با واکنشهای اصلی، واکنشهای جانبی نیز انجام می پذیرد که عمده ترین و مهمترین آن واکنش کانیزارویی بین دو ملکول فرمالدئید در محیط قلیایی می باشد که منجر به تولید متانول و یون فرمات می گردد. با انجام آزمایشات متعدد و با استفاده از روش حداقل مربعات ، سینیتیک واکنش کانیزاروی پنتااریتروز - فرمالدئید مدل گردید. d[c(ch2oh)4]/dtk1*[hcho]*[naoh]*[c(ch2oh)3cho] (1) k1(2/93*108)*exp(-12795/r*t) (2) بر مبنای نتایج حاصله، بالاترین بازده واکنش تولید پنتااریتریتول در دمای 30 درجه سانتی گراد بدست آمده است و با افزایش دما پیشرفت واکنشهای جانبی با شدت بیشتری، تسریع می گردد. کریستالیزاسیون پنتااریتریتول از محلول آبی اش ، تحت دو مکانیسم هسته زائی و رشد کریستال صورت می گیرد. با اعمال شرایطی فرض شده است . که هسته زائی به حداقل رسیده باشد و لذا کریستالیزاسیون تحت مکانیسم رشد انجام می گیرد. با انجام آزمایشات متعدد و با استفاده از روش مشتقات اولیه در بررسی سینیتیک کریستالیزاسیون در یک کریستالیزور سرمایشی ناپیوسته، سینیتیک کریستالیزاسیون پنتااریتریتول از محلول آبی اش ، مدل گردید. g(1/924*1010)*exp(-670/r*t)*w3/46 (3) در نهایت با کنترل دقیق واکنشهای اصلی و بکارگیری روشهای خاص فیزیکی، به کریستالهایی از پنتااریتریتول با مشخصات ، درصد خلوص بالای درصد 95 wt و نقطه ذوب در حدود 255 درجه سانتیگراد دست یافته ایم.