催化精馏合成乙酸异丙酯新工艺研究

摘要

本论文对合成乙酸异丙酯的原料路线、工艺方法进行了全面综述,为以乙酸和异丙醇为原料、采用催化反应精馏工艺合成乙酸异丙酯的合理性提供了支撑;对该反应体系,用R-D基团贡献法、Benson法计算了体系中各物质的Cp,m、?fHθm、?fGθm等参数,进行了热力学分析,分析了温度、摩尔比对乙酸平衡转化率的影响,结果表明:在273.15~373.15K温度内,反应为热力学上可以自发进行的反应,主反应的平衡常数比较大,升高温度有利于反应的进行;在一定温度下,乙酸的平衡转化率随醇酸比的增大而增大;
　　在自制SO42-/Al2O3催化剂上进行了动力学研究,采用拟均相二级反应建立了本征动力学模型,得到正反应活化能Ea+=14.1KJ/mol,指前因子A+=2589L/(mol?min?g);逆反应活化能Ea_=18.89KJ/mol,指前因子A+=2450L/(mol?min?g);
　　在上述基础研究的基础上,使用Aspen Plus模拟软件对催化精馏合成乙酸异丙酯工艺进行了模拟计算和探索实验,计算与实验结果基本吻合,为进行工程研究提供了支撑。

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1 前言

1.1 研究背景

1.2 本论文的主要研究内容

2 文献综述

2.1 乙酸异丙酯的性质及用途

2.2 合成乙酸酯的反应机理

2.3 合成乙酸异丙酯体系中发生的反应

2.4 乙酸异丙酯的合成方法

2.5 酯化反应的催化剂研究进展

2.6 酯化反应合成工艺路线

2.7 Aspen Plus流程模拟软件介绍

2.8 小结

3 体系热力学计算

3.1 热力学数据

3.2 计算方法

3.3 体系热力学分析

3.4 温度、醇酸比对乙酸转化率的影响

3.5 小结

4 化学反应动力学

4.1 实验试剂及仪器

4.2 实验方法和步骤

4.3 实验结果与讨论

4.4 合成动力学研究

4.5 小结

5 非均相反应精馏模拟

5.1 非均相反应精馏模型

5.2 过程模拟及灵敏度分析

5.3 反应精馏塔内温度分布

5.4 反应精馏塔内各组分的浓度分布

5.5 小结

6 催化精馏合成乙酸异丙酯探索研究

6.1 实验装置

6.2 分析方法

6.3 实验结果与讨论

6.4 小结

7 结论

参考文献

致谢

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