阳离子交换树脂催化合成乙酸甲酯动力学研究.pdf

誉天洋大謦硕士学位论文学科专业：化学工程作者姓名：指导教师：年．滂匝峦吐空¨‘觥觥觥龈隆鲢菟骣竟唷鑫肌觥觥駆王卉许春建副研究员
中文摘要彼场公离子交换树脂细粉催化乙酸、甲醇酯化反应制各乙酸甲酯，具有传热传质阻力小、选择性高等优点。本文对用离子交换树脂细粉催化乙酸、甲醇酯化反应动力学进行了研究。实验研究了搅拌速度、离子交换树脂的粒径对反应转化率的影响，实验结果表明：当搅拌速度大于／保梢院雎酝饫┥⒌挠跋臁５贝呋粒径小于时，催化剂粒径对转化率没有影响，当催化剂的粒径为．的催化剂时，转化率明显下降。本文以大孔阳离子为催化剂、在消除内、外扩散影响的条件下，在间歇釜中进行了乙酸和甲醇合成了乙酸甲酯的实验研究，并以拟均相模型对实验数据进行拟和，得到了该反应过程的反应动力学方程。动力学方程中考虑了反应温度、催化剂用量、酸醇比等因素的影响。反应速率随温度的升高而加快，二者符合匠蹋梅从Φ幕罨芪痬，反应速率与催化剂浓度有关，在实验范围内，反应速率与催化剂浓度呈线性关系。应用上述反应动力学方程对酯化反应过程进行模拟表明，模拟结果和实验结果符合得较好。最后模拟得到酯化反应适宜的反应条件，为工艺设计提供了依据。关键词：乙酸甲酯；酯化反应；动力学；离子交换树脂
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泓年／月／日独创性声明学位论文版权使用授权书学位论文作者签名：王．卉签字日期：互尹。砗学位论文作者签名：王井或撰写过的研究成果，也不包含为获得盔盔盘茔或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解鑫盗态堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权叁洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期：索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。Ｃ艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名签字日期：毒．口厂年，月，口日月，口日
前言—疕—瓾—獁俾史匠蹋焖记竣柙诙苑纤有机黩料翘中间体。醋酸擎琵能与大多数兹有机溶刘滠滚，嚣两工业土广泛盟作糖在垮肉瞻滚稳循环滚动麴浆辩僵化精镶畗渊。醋酸甲酯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于臀料、医药工业，又用作溶剂，特别是漓漆工业。我国目前采用醋酸、甲醇酯化法生产醋酸甲酯。自世纪年代，反应精馏融不仅局限于均相物系，而且出现了非均棚催佬复应精罐，朝镶纯裁是霜钵貔反应耱镏￡“。囊予蕤镲过稷豹存在，畿整反疲产椽及时分离出反应区域，强化了反应过程。对某些反应体系，如醚化、酯化等，几乎不受贩反应平衡的限制，因面具衣转化率离，产品纯度赢，降低能耗和操作费用等独特的优点。僵是僚纯精馏存在一些缺点，如僵化荆内部的佟质传燕阻力较大，降低了反应和分离的效率；塔内结构复杂：要求催化剂有较大的粒度，限制了固搭酸摧纯剂傻蠲黪静类等。近采鹣疆究し㈥耆阑辈蠹诎甏鹑笤椒常严麓。为克服一般催化精馏存在的缺点，开发了～种类似吸掰寸精馏过程中吸附剂细浆料催化精馏所用催化剂为粒径很小的微粒或耀微颗粒，使其与液相形成浆料在塔间循环流动，这样渡相与催位荆潮的抟质传热阻力可大大减小。这耪将浆辩系统与蒸馏过程相结合的纯工复合过程技术能撼高反应逡率或分离效率，降低能耗。细粉催化剂催化合成乙酸甲酯可以通过浆料催化精馏来实现。为研究这种新工艺，爱应动力举数据必不霹少，爨魏善先避嚣浆瓣蠖纯台藏乙酸警戆麴动力学研究。大多数反成动力学研究限于对特定体系测定其宏观动力学数据，并简单归纳为经验动力学方程，主要可敬分为霞类：筠楣犟羹菲均褶反应凌力学模登、拟均相动力学模型、吸收模型。被葡认低橙せ蔷苛艘吟裼爰状疾びΧρВ寻哟哚诙逵酸，驹晗低车匮芯苛艘宜岷图状己铣纱姿峒柞サ木反应动力学，使用的催化荆为浓硫酸，研究了强酸性离子交换树疆镤纯下醛酸醵合袋魂力学模型中稀醛酸的回收一文基于吸附理论建立了反应动力学模型。僵是这黧模墅对予缩分浆籽催化裁并不适用。举文采用掰型浆料催化工艺，以阳离子交换树脂为催化剂，使其与反应物形成浆辩，催他乙酸甲醋熬化爱应。本研究在容强为旱陌肓粗绣嗉矩。和了该反应的动力学参数，为浆料催化精馏过程的模拟和优化操作提供了动力学数据。孚帮，
文黻综述第一牵蠢酸甲酯的研究意义．宜峒柞サ挠τ己酸甲酯气相羰基化制醋酐。荚酯羰麓亿隶《酪聚静方法势岛伊薪牵毒受公霹合作予年底在美鬣瓣纳，關聂麓拢胨峒自偷淖;饰ィ┰捅Q≡窠哟热隧灏巳跏茉卦谕干可腺缌蚬薮浯坎茫谝欧疤踔占捌炻甲醇和醋酸甲酯媳任猯一簂哪Χ在温度为℃：压力为一赫阮；蠲或∞／旎徂辣L醮掳咐