催化反应精馏合成乙酸乙酯新工艺研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
催化反应精馏合成乙酸乙酯新工艺研究
姓名:荣杰
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:郭奋
20030927
催化反应精馏合成乙酸乙酯新工艺研究摘要乙酸乙酯是一种重要的化工原料,在化工生产的各个领域都有广泛的应用。国内现在主要采用乙酸和乙醇在硫酸催化下合成乙酸乙酯。本文在简易反应装置中,研究了离子交换树脂、甲磺酸等在乙酸乙酯合成中的催化性能,并在自行设计的催化反应精馏装置和萃取精甲磺酸在乙酸乙酯存在下的催化性能进行了研究。虑了催化性能和成本等诸方面因素后选择了甲磺酸和离子交换树脂作在自行设计的催化反应精馏装置上,对乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的工艺条件,包括反应温度、回流介质、回流比等因素进行了研究。确定最优工艺条件为:反应温度为,回流介质为精制乙酸乙在自行设计的萃取精馏装置上筛选复配了各种萃取剂,并对萃取的工艺条件进行了研究。确定较优工艺条件如下:萃取温度℃、萃取剂丙三醇篧叶:,催化性能会随乙酸乙酯含量的升高而下降,所以在合成过程中必须及时将生成的乙酸乙酯分离出反应体系。本文的研究为乙酸乙酯的催化反应精馏的工业生产提供基础研究,具有重要的工业生产指导意义。关键词:乙酸乙酯,反应精馏,萃取,甲磺酸馏装置上研究了以乙酸和乙醇为原料合成乙酸乙酯的工艺条件,并对在简易反应装置中筛选了离子交换树脂、甲磺酸等催化剂,在考为反应催化剂。酯,回流比为—。索经作者、导师阋鱼由全文公带
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学位论文作者签名:勉北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或。蓿荒辍緔月峰日撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
前言第一章乙酸乙酯是优良的有机溶剂,有令人愉快的香气,因此在食品工业和涂料工业中有着极其广泛的用途。乙酸乙酯的生产已经经历了嗄甑睦罚渲芯过了无数次的改进已日趋成熟。当前工业生产乙酸乙酯通常采用乙酸和乙醇作原料,硫酸作催化剂,合成乙酸乙酯,但用硫酸作催化剂易腐蚀反应器,同时有一系列副产物生成,给产品的精制和原料的回收都带来一定困难,并且反应物的后年代以来,随着催化剂研究的不断进展,人们开始对固体酸催化剂进行研究和开发。超强酸离子交换树脂、沸石分子筛、杂多酸等作为酯化反应中的非均相催化剂越来越受到人们的关注。它们具有稳定性好,催化活性高,后处理简单,选择性和重复使用性均很高,从而经济和社会效益得到了提高,成为近年来研究在很多重要的化工生产中,化学反应的程度受到反应物和产物的化学平衡限制,所以这一过程必须包括平衡产物的分离和反应物的循环。在近十年中,将反应和精馏过程耦合于一个反应器中越来越被广泛应用。这种耦合因为在反应系统中具有很大的经济性优势而被化工生产所瞩目,并且很多新工艺的建立在这种新技术从的基础之上。在这种新型反应器中,反应物在转化为产品时,产品的分离和未反应的反应物的循环也在同时进行。适合应用反应精馏的过程有:醚化、硝化、酯化、酯交换、缩聚、环化、卤化等。反应精馏技术的应用有利于减小设备尺寸、降低投资和提高能量利用率。本文采用固体酸催化剂,代替传统的硫酸催化剂,以减少“三废”对环境的污染。应用催化反应精馏技术,将物质的生产和提纯联合操作,提高原料的利用率,处理要经过中和、水洗以除去硫酸,不但使工艺复杂而且污染环境。降低能耗和成本。的热点。北京化工大学硕士学位论文
~鲫。。第二章文献综述乙酸乙酯简介怯τ米罟惴旱闹舅狨ブ唬乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产。其主要物性自燃点近年来随着办公自动化的开展乙酸乙酯也广泛用于生产复印机用液体硝基纤维墨水;在纺织工业中用作清洗剂;食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂:香料工业中是最重要的香料添加剂,可作为调香剂的重要组分之一。以外,乙酸乙酸乙酯由于其特殊的性能,在世界化工市场相当活跃【縜美国和日本是世界上最大的乙酸乙酯生产和消费国。。日本的主要生产公司是千叶乙酸乙酯、日本合成化学、德山石油在亚太地区,乙酸乙酯的主要市场是日本、中国、东南亚和美国。日本是该地区乙酸乙酯的净出口国,约占该地区生产能力的%。近年来,日本的乙酸乙乙酸乙酯又名醋酸乙酯,英文名具有优良的溶解性能,是一种快干性的、极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、数据如下:分子量熔点蒸汽压水溶性密度折光率乙酯也可用作粘合剂的溶剂,油漆的稀释剂以及制造药物、染料的原料。