间歇反应精馏联产乙二醇二乙酸酯和仲丁醇的研究

摘要

乙二醇二乙酸酯（EGDA）和仲丁醇（SBA）是两种重要的化工产品。乙二醇二乙酸酯作为新一代高沸点环保型强溶剂，具备很好的水溶性；仲丁醇是一种重要的化工中间体，同时也是重要的工业溶剂。两种产品的传统生产方法都存在设备腐蚀严重，副反应多，污染环境等诸多问题。本课题用乙酸仲丁酯和乙二醇酯交换反应结合反应精馏技术，以甲醇钠为催化剂，同时合成乙二醇二乙酸酯和仲丁醇。该方法反应过程中对设备无腐蚀，不产生废液。本文主要研究包括以下内容： 首先，对以甲醇钠为催化剂的乙二醇（EG）和乙酸仲丁酯（SBAC）酯交换反应进行了动力学研究。考察搅拌器速率、催化剂量(基于乙二醇质量）、原料摩尔比和反应温度对该反应反应速率的影响，选用拟均相动力学模型进行了动力学参数的关联，并对模型进行了严格的统计学校验，校验结果表明模型准确可靠。 其次，在装有θ环填料的反应精馏塔里进行了间歇反应精馏实验，考察了进料方式，回流比，催化剂含量和原料摩尔比对反应精馏过程的影响，并得到适宜的操作条件为：酯醇摩尔比4.5:1，催化剂量9.5%(基于乙二醇质量），原料先以体积比2:1（摩尔比0.84:1）混合投料，其余乙酸仲丁酯用进料泵连续加入,进料时间1h，进料温度25℃，全回流30min后，以回流比8采出，在适宜的条件下乙二醇的转化率和乙二醇二乙酸酯的收率可分别高达90.21%和98.34%。 最后，使用ASPEN PLUS化工模拟软件对该间歇反应精馏过程进行了模拟，结果表明模拟值和实验值吻合良好，该模型能够用于该间歇反应精馏过程的模拟。本文模拟了乙酸仲丁酯进料速率、进料温度、理论板、酯醇摩尔比和回流比对该反应精馏过程的影响，从而为工业设计和生产提供理论指导。

目录

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第一章 文献综述

1.1乙二醇二乙酸酯

1.2仲丁醇

1.3反应精馏

1.4化工过程模拟软件ASPEN PLUS简介

1.5 本课题研究内容

第二章 乙二醇和乙酸仲丁酯反应动力学研究

2.1动力学实验

2.2实验结果与分析

2.3热力学分析

2.4动力学模型

2.5本章小结

第三章 乙二醇和乙酸仲丁酯间歇反应精馏实验

3.1间歇反应精馏实验

3.2理论板数的测定

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

第四章 乙二醇和乙酸仲丁酯间歇反应精馏模拟

4.1数学模型

4.2热力学模型

4.3间歇反应精馏过程的模拟

4.4不同参数对间歇反应精馏的影响

4.5本章小结

第五章 结论和展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

发表论文及参加科研情况

致谢