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本文采用间歇反应器,在连续搅拌的条件下合成乙酸乙酯。考察了固体酸Hβ沸石分子筛对酯化反应的催化性能,并在此基础上对Hβ沸石催化剂进行了一系列的改性,采用浸渍法制备了以Hβ为载体不同负载量的硅钨酸催化剂和磷钨酸催化剂。采用IR和TPD对催化剂的物化性质进行了表征,并在间歇反应器中测定了催化剂的酯化活性。结果表明:Hβ的酯化性能主要是强B酸,负载杂多酸以后其酸性增强,B酸酸量增大。随着负载量的增加,负载催化剂的催化活性不断增加。负载量到40﹪时,具有较好的活性。优选出负载40﹪磷钨酸催化剂。
另外,在常压,温度338.15K~358.15K的条件下,利用间歇反应器,对酯化反应动力学方程进行了模拟,动力学方程为:r=-dCHAc/dt=0.097exp[-1.619×103/T](CHAcCEtOH-CEtOAcCH2O/2.28)
在高度为2000mm的Ф30mm催化精馏塔中,进行了以Hβ沸石做催化剂,乙酸和乙醇直接合成乙酸乙酯的研究。对塔的理论板进行了计算,考察了装填方式、进料位置、回流比、酸醇比、乙醇进料空速等对酯化反应过程的影响。得到适宜的工艺条件为:乙酸从第3块理论板进料,乙醇从第13块理论板进料,塔内填料的装填高度精馏段∶反应段∶提馏段为5∶3∶1,乙醇进料质量空速为0.6h-1,乙酸/乙醇侧线进料摩尔比3∶1,回流比R=1,塔顶馏出中47﹪的精制乙酯回流带水,连续运转18h,塔顶得到乙酸乙酯质量含量91.01﹪,酯总收率达到78.3﹪(g﹪)。
配制了一些萃取剂对塔顶馏出产物精制,结果表明:丙三醇和乙二醇的复配比例是17∶3时,通过单级萃取,乙酸乙酯含量可以达到98.5﹪(g﹪)。
通过Aspen软件对催化精馏实验进行了模拟,结果表明使用UNIQ-HOC模型对该催化精馏过程的模拟结果和实验值基本吻合。