Kinetic study of esterification reaction

The Esterification kinetics of acetic acid with ethanol in the presence of sulfuric acid as a homogenous catalyst was studied with isothermal batch experiments at 50-60°C and at a different molar ratio of ethanol to acetic acid [EtOH / Ac]. Investigation of kinetics of the reaction indicated that the low of [EtOH / Ac] molar ratio is favored for esterification reaction, this is due to the reaction is catalyzed by acid. The maximum conversion, approximately 80% was obtained at 60 ˚C for molar ratio of 10 EtOH / Ac. It was found that increasing temperature of the reaction, increases the rate constant and conversion at a certain mole ratio, that is due to the esterification is exothermic. Activity coefficients were calculated using UNIFAC program. Results showed deviation in activation energy in the non-ideal system of about 20 % this is due to the polarities of water and ethanol compared to the non-polar ethyl acetate this dissimilarity leading to strong non-ideal behavior. The homogenous reaction has been described with simple power-law model. The chemical equilibrium combustion calculated form the kinetic model in agreement with the measured chemical equilibrium. تمت دراسة حركية تفاعل أسترة حامض الخليك و الكحول الاثيلي باستعمال حامض الكبريتيك كعامل مساعد في مفاعل ذو الدفعات. أجري التفاعل في درجات حرارة مختلفة تتراوح بين 50-60 oم عند نسب مولية مختلفة للكحول إلى حامض الخليك. فقد وجد أنه كلما قلت نسبة الكحول إلى حامض الخليك يزداد التحول و ذلك بسبب أن التفاعل حامضي و لقد تم الحصول على تحول 80 % بدرجة حرارة 60 oم و نسبة مولية 10 كحول اثيلي / حامض الخليك. لقد لوحظ أن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة ثابت التفاعل و التحول عند نسبة معينة من الايثانول و حامض الخليك و هذا لكون التفاعل باعث للحرارة. تمت الدراسة من زاوية النظام الغير مثالي. تم حساب معامل الفعالية باستعمال برنامج (UNICAF). أوضحت النتائج وجود انحراف في طاقة التنشيط للنظام الغير مثالي بمقدار 20 % تقريبا. تم الحصول على أعلى تحول, تقريبا 80 %, باستعمال نسبة مولية 10 ايثانول / حامض الخليك و هذا سببه كون الماء و الكحول الاثيلي مواد ذات قطبية عالية مقارنة بالاستر الناتج و هذا الاختلاف يؤدي إلى السلوك الغير مثالي.