離子液體反應萃取精餾制備甲醇和乙酸乙酯.pdf

1、離子液體反應萃取精餾過程具有反應精餾和萃取精餾的優(yōu)點,是一種新興的反應-分離集成過程。本文研究了離子液體作催化劑和萃取劑的乙酸甲酯和乙醇酯交換反應制備乙酸乙酯和甲醇的離子液體反應萃取精餾過程。研究了離子液體對甲醇+乙酸甲酯和乙醇+乙酸乙酯兩體系的汽液平衡的影響,并進行了離子液體作催化劑的酯交換反應動力學研究,對離子液體反應萃取精餾過程進行了模擬。
　　實驗測定了離子液體甲醇+乙酸甲酯+1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺([BM

2、IM][Tf2N])以及乙醇+乙酸乙酯+[BMIM][Tf2N])的汽液平衡,結果表明1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽能破壞甲醇-乙酸甲酯和乙醇-乙酸乙酯的共沸點。采用COSMO-SAC模型預測了甲醇+乙酸甲酯+1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽([HSO3-bmim][HSO4])和乙醇+乙酸乙酯+[HSO3-bmim][HSO4]兩體系的液液平衡數(shù)據(jù)。采用NRTL方程對汽液平衡和液液平衡數(shù)據(jù)進行回歸,獲得NRTL方程參數(shù),回

3、歸結果和實驗及預測結果吻合良好。
　　測定了離子液體[HSO3-bmim][HSO4]作催化劑時,乙酸甲酯和乙醇酯交換反應生成乙酸乙酯和甲醇的反應動力學數(shù)據(jù),基于酯交換反應機理,采用理想均相模型(IH)和非理想均相模型(NIH-1和NIH-2)三種反應動力學模型關聯(lián)反應動力學實驗數(shù)據(jù),并獲得模型參數(shù),結果表明NIH-1模型是最佳模型,能夠更可靠地描述該反應的反應速率。通過實驗對比發(fā)現(xiàn),在該酯交換反應中離子液體[HSO3-bmim]

4、HSO4的催化效果較硫酸好,并且經(jīng)過6次循環(huán)使用后離子液體的催化活性和穩(wěn)定性基本保持不變。
　　對乙酸甲酯和乙醇酯交換反應制備乙酸乙酯和甲醇的離子液體反應萃取精餾工藝過程進行了模擬計算,其中分別采用1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽和1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽作為催化劑和萃取劑。研究了不同操作條件和結構參數(shù)對離子液體反應萃取精餾過程的影響,結果表明該工藝能夠獲得較純的甲醇和乙酸乙酯產(chǎn)物,并且甲醇和乙酸乙酯的純度以及乙