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《探索磷鉬酸催化精餾合成乙酸乙酯工藝研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)材料與化工學(xué)院碩士學(xué)位論文磷鉬酸催化精餾合成乙酸乙酯工藝研究姓名：葉孔萌申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：吳嘉20080501浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要乙酸乙酯是一種重要的有機化工原料和綠色溶劑，其主要工業(yè)合成方法有乙酸酯化法、乙醛縮合法。隨著石油資源的枯竭，可以間接使用生物資源的乙酸酯化法已經(jīng)成為研究熱點。本文選擇了乙酸酯化法合成工藝實現(xiàn)節(jié)能減排的兩個關(guān)鍵問題——催化體系和分離方法作為研究內(nèi)容，提出了可行的解決方案。在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，設(shè)計了(磷鉬酸+磷酸)的復(fù)合催化劑：以磷鉬酸作為催化功能成分，以磷酸作為緩蝕功能成分，即具有較高的催化效率，又大大減少了對設(shè)備的腐蝕作用。兩種
2、成分均與反應(yīng)物和產(chǎn)物互溶，形成均相催化體系，不會因相際傳質(zhì)速率問題影響催化效率；兩種成分均為難揮發(fā)組分，在分離過程中可以有效地防止其進入主產(chǎn)物和副產(chǎn)物流股，避免其發(fā)生流失和產(chǎn)生污染。與傳統(tǒng)催化劑硫酸相比，新催化劑克服了硫酸對設(shè)備腐蝕性強、副反應(yīng)多、形成酸渣酸水污染物的缺點。與新興的強酸性離子交換樹脂相比，新催化劑克服了離子樹脂相際傳質(zhì)阻力較大、需定期卸載進行再生、顆粒粉化導(dǎo)致催化劑流失的不足。鑒于新催化劑的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的匱缺，本文首先通過酯化反應(yīng)速率和三種常用鋼材的腐蝕速率實驗考察了催化劑中兩種成分各自在催化體系中發(fā)揮的作用，驗證了新催化劑的功能可行性，然后定量測試了該催化劑在常壓、333．
3、15K～393．15K條件下的催化動力學(xué)，獲得了乙酸乙酯合成工藝定量計算所需的動力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。針對目前應(yīng)用的反應(yīng)精餾工藝中采用乙醇、乙酸乙酯和水一起從酯化塔塔頂出料的上排水方式，因而塔內(nèi)回流比大、后繼分離序列循環(huán)物流多、能耗高的缺點，本文提出了下排水方式的反應(yīng)萃取精餾工藝：過量乙酸從塔的中上部側(cè)線迸料，在促使乙醇達到高轉(zhuǎn)化率的同時，對水起到萃取作用，防止了乙醇、乙酸乙酯和水在中上部形成共沸物，產(chǎn)物乙酸乙酯從塔上部側(cè)線出料以獲得高濃度，塔頂排出的少量餾出物循環(huán)到塔的中部；副產(chǎn)物水與未反應(yīng)乙酸從塔底排出，在脫水塔中分離并排出系統(tǒng)，脫水后的乙酸(連同催化劑)送到塔的中上部循環(huán)使用。本文采用使用AS
4、PENPLUS對上述工藝流程進行了模擬研究，考察了反應(yīng)段塔板數(shù)、酸醇比、回流比以及側(cè)線出料位置對酯化塔行為的影響。模擬結(jié)果表明，該工藝流程可以實現(xiàn)，塔上部獲得的乙酸乙酯濃度約98％，塔底排出的乙酸．水混合物中約含1％乙酸乙酯和極少量乙醇。酯化塔內(nèi)回流比僅為2。5．3，大大減少了酯化塔的能耗。關(guān)鍵詞：乙酸乙酯；反應(yīng)精餾：工藝改進；模擬研究浙---r大掌碩士學(xué)位論文ABSTRACTEthylacetate(EA)isaimportantorganicchemicalandoneofgreensolvents．ThemainmethodsofEAsynthesisincludetheesterif
5、icationofaceticacidwithethanolandthecondensationofacetaldehyde．Alongwiththeexhaustionofpetroleumresources，theesterificationmethodisputtingontheschedulebecauseitcouldusebiologicalresourcesindirectly．TheresearchworkofthisdissertationfocusOlltwokeypointsforenergy-savingandpollution-reducingintheindust
6、rialproductionofEAbyesterification：catalystsandseparation．Thefeasibleschemesweresuggested．Basedontheinvestigationofpublishedliteratures，acompositecatalystof(phosphomolybdicacid+phosphoricacidwasdesigned：phosphomolybdicacidactsasthefunctioncomponentofcatalysisandphosphoricacidactsasthatofcorrosion—i
7、nhibition，whichgivesboththehi曲effectivenessofcatalysisandthegreatreductionofcorrosiontoequipment．Thetwocomponentsaremiscibleinreactantsandproductstoformhomogeneouscatalysissystemwhicheliminatestheinfluenceo
