间歇反应精馏固体酸催化合成乙酯研究

论文摘要

乙酸乙酯是快干性溶剂,具有优异的溶解能力,可配制多种溶剂型胶粘剂,并做为溶剂应用于香料和油漆工业中,也是有机合成的重要原料。论文介绍了乙酸乙酯基本的物理和化学性质以及常见的合成方法,阐述了乙酸乙酯的应用现状并展望了国内外的发展趋势。重点介绍了以间歇反应精馏固体酸催化合成乙酯的工艺。很多重要的化学反应受到热力学平衡的限制,原料的转化率低。为了提高收率,必须包括平衡产物的分离和反应物的循环。将反应和精馏过程耦合于一个反应器中可以简化反应流程,抑制副反应的发生,促使反应朝正方向进行,增大过程的转化率并充分利用反应热,从而可以达到节能增效的目的,获得了广泛应用。本文以间歇反应精馏固体酸催化合成酯的研究为课题,以乙醇与乙酸为原料,以固体酸为催化剂在反应精馏塔中催化合成乙酸乙酯。将催化精馏应用于乙酸乙酯合成是一项新的尝试,对其他酯类的合成也有很好的借鉴意义。在实验过程中分别考察了回流比、醇酸比、催化剂用量等参数对于催化精馏过程的影响,最后得出最佳工艺条件为:催化剂用量为酸量的1%;最佳回流比为1;最佳酸醇比为2∶1。同时再以此工艺条件进行了几种固体酸催化剂的筛选,综合考虑确定催化剂为阳离子交换树脂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 乙酸乙酯的性质
• 1.1.1 一般化学性质
• 1.1.2 物理化学性质
• 1.2 乙酸乙酯的制法
• 1.2.1 乙酸酯化法
• 1.2.2 乙醛缩合法
• 1.2.3 乙醇脱氢法
• 1.2.4 乙烯加成法
• 1.3 不同乙酸乙酯制备方法的技术经济对比分析
• 1.3.1 乙酸乙酯各工艺路线技术经济指标对照
• 1.3.2 不同工艺制备乙酸乙酯总投资对比（万美元）
• 1.3.3 不同工艺制备乙酸乙酯单位成本对比
• 1.4 反应精馏技术
• 1.4.1 反应精馏技术的发展
• 1.4.2 反应精馏技术的特点
• 1.5 酯化反应催化剂
• 1.5.1 固体杂多酸超强酸催化剂
• 1.5.2 分子筛催化剂
• 1.5.3 无机酸盐金属氧化物及其复合物
• 1.5.4 树脂型催化剂
• 1.6 本课题的目的和意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验仪器和药品
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 实验原理
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 确定回流比R
• 2.3.2 确定醇酸摩尔比
• 2.3.3 催化剂筛选
• 第三章 实验结果及讨论
• 3.1 最佳回流比的确定
• 3.1.1 不同回流比对塔顶乙酸乙酯含量的影响
• 3.1.2 不同回流比时的塔顶酯收率和总酯收率
• 3.1.3 确定最佳回流比
• 3.2 最佳酸醇摩尔比的确定
• 3.2.1 不同酸醇摩尔比对塔顶乙酸乙酯含量的影响
• 3.2.2 不同酸醇摩尔比下的塔顶酯收率和总酯收率
• 3.2.3 确定最佳酸醇摩尔比
• 3.3 催化剂筛选
• 3.3.1 阳离子交换树脂型催化剂的预处理方法
• 3.3.2 温度对杂多酸、与超强酸催化活性的影响
• 3.3.3 催化剂的横向比较
• 3.3.4 阳离子交换树脂的重复性
• 3.4 小结
• 3.5 乙酸乙酯-乙醇-水的分离
• 3.5.1 乙酸乙酯-乙醇-水的主要分离方法
• 3.5.2 乙酸乙酯-乙醇-水萃取分离的研究现状
• 3.5.3 膜分离研究现状
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 附录1
• 附录2
• 详细摘要