催化精餾技術(shù)合成乙酸乙酯工藝研究.pdf

1、乙酸乙酯是一類重要的有機(jī)溶劑和有機(jī)化工基本原料，廣泛用于有機(jī)合成、油漆涂料、醫(yī)藥、香料、粘接劑等行業(yè)。目前國內(nèi)乙酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)大多數(shù)還是以酸和醇為原料，濃硫酸為催化劑直接酯化法的傳統(tǒng)工藝。雖然該傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝比較成熟，但由于使用濃硫酸作催化劑，易對設(shè)備造成腐蝕，易發(fā)生局部脫水、醚化、碳化等副反應(yīng)，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和原料的收率。另一方面，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝由于受平衡的限制，原料的單程轉(zhuǎn)化率較低。 本課題研究將催化精餾技術(shù)應(yīng)用于乙酸乙酯的

2、合成。在商品化的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂中，篩選出了對乙酸乙酯合成具有良好催化性能的D072型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。研究了D072型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂催化合成乙酸乙酯的動力學(xué)，在消除內(nèi)外擴(kuò)散的條件下，催化劑質(zhì)量為0.017～0.083g(催化劑)·g-1(乙酸)，溫度范圍為53.0℃～74.0℃實驗條件范圍對動力學(xué)方程進(jìn)行驗證，結(jié)果表明在實驗范圍內(nèi)由動力學(xué)方程計算的結(jié)果與實際值符合較好，模型的置信度較高均為98％。對D072型強(qiáng)酸性陽離子

3、交換樹脂，采用比表面儀、熱分析、紅外光譜、X射線衍射等進(jìn)行了表征，初步探討了對于催化劑催化活性增強(qiáng)和降低的原因。 在原催化精餾技術(shù)基礎(chǔ)上，改變催化劑加入方式，采用細(xì)粉狀的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂作催化劑并隨物料在塔中一起流動，即流化催化精餾技術(shù)。以空氣-水體系，研究了催化劑細(xì)粉存在條件下填料塔的流體力學(xué)，結(jié)果表明，催化劑細(xì)粉對填料塔的壓降和持液量沒有顯著的影響。將催化劑細(xì)粉與乙酸進(jìn)料混合均勻，一同加入到φ30mm玻璃填料塔內(nèi)，催化劑

4、與液相混合在塔內(nèi)流動，并循環(huán)使用?？疾炝舜呋瘎舛取⒒亓鞅?、進(jìn)料酸醇摩爾比和進(jìn)料總流量等條件對流化催化精餾過程的影響。實驗結(jié)果表明：催化劑質(zhì)量與乙酸的質(zhì)量比為0.033g(催化劑)·g-1(乙酸)，回流比為3.0:1.0，進(jìn)料位置為乙醇Y6口進(jìn)料，乙酸Y2口進(jìn)料，進(jìn)料酸醇摩爾比n酸：n醇為2.8:1.0，乙醇進(jìn)料量為1.0mol·h-1，乙酸2.8mol·h-1，進(jìn)料總量為3.8mol·h-1．塔頂有機(jī)相組成為：乙酸乙酯90.60％，乙