甲基异丙基(甲)酮(简称MIPK)是高级溶剂和重要的有机合成中间体,被广泛用于农业、医药、香料、染料、金属加工及食品等领域,是我国长期依赖进口的精细化工品种之一。MIPK的合成方法可分为醛异构化、羧酸缩合、醇氧化及异戊二烯水合异构法等。从原料来源、生产成本和产品质量以及对环境的影响来看,异戊二烯水合工艺具有一定的优越性。水比是异戊二烯水合异构制MIPK的关键因素之一,它决定了 MIPK的质量和成本。首先,在前期对于反应热力学,催化剂及催化反应动力学研究的基础上,本文从热力学角度对异戊二烯水合异构反应过程进行了热效应分析。讨论了绝热反应条件下,不同水烯比对绝热温升的影响。模拟结果显示,在绝热条件下,进料水烯比至少为6时,经过四段绝热反应,可将反应平衡转化率提高到80%以上,且最高温度不超过573K。在此温度范围内,热力学计算显示反应不可逆。并在某厂建立中试绝热反应装置,用实验结果对异戊二烯水合反应绝热反应器的模拟计算结果进行实验验证。实验值与模型模拟值的平均偏差为6.2%。其次,建立了异戊二烯水合换热反应器的一维拟均相模型。通过模型计算,就不同异戊二烯进料量、不同水比、不同反应器管径对异戊二烯转化率和床层轴向温度分布的影响进行了讨论。计算结果表明,采用列管式固定床管式反应器,可以将水比降至5,而最高温度不超过热力学限制温度。第三,通过对产物三元体系的液液相平衡的测定,得出异戊二烯-甲基异丙基酮-水三元体系的液液相平衡关系。在应用范围内,建立起MIPK在水油两相中的分配系数模型为:(?)第四,正丁醇是反应中容易产生的微量杂质,与MIPK沸点接近,难以通过精馏分离。本文实验测定了异戊二烯-甲基异丙基酮-水-正丁醇四元体系的液液相平衡数据,证实在水相中正丁醇相对于MIPK相对分配系数达到5.3。适当增大水比有利于去产品中的正丁醇,提高产品质量。本文所得研究结果,为异戊二烯水合异构制甲基异丙基(甲)酮的工艺的进一步优化提供了实验及理论依据。