酯交换法制备乙酸正丁酯动力学研究.pdf

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1、第44卷第4期2016年4月化学工程CHEMICALENGINEERING(CHINA)V01．44No．4Apr．2016酯交换法制备乙酸正丁酯动力学研究李柏春，耿春霞，张文林，张佳(河北工业大学化工学院，天津300130)摘要：为了给乙酸正丁酯的工业生产提供动力学支持，文章在间歇搅拌釜式反应器中利用酯交换法将乙酸甲酯转化为乙酸正丁酯。首先筛选出Si一3为最优催化剂，然后考察了转速、反应温度、催化剂用量、醇酯比等因素对反应过程的影响，确定较优的实验条件为转速400r／min，反应温度70℃，催化剂用量(质量分数)20％，醇酯比(

2、摩尔比)为1．25：1。在323—343K下，将实验数据拟合后得到酯交换反应的动力学方程。正反应速率常数为6291．15L／(mol·s)，正反应活化能50134．7J／mol；逆反应速率常数为137．72tY(mol·s)，逆反应活化能38324J／mol。通过实验与计算值的比较验证，此宏观动力学方程合理，可用于模拟计算。关键词：酯交换；乙酸正丁酯；催化反应；动力学中图分类号：TQ031．2文献标识码：A文章编号：1005-9954(2016)04-0059-05DOI：10．3969／j．issn．1005-9954．2016

3、．04．013Kineticsof刀-butylacetatepreparedbytrans-esterificationLIBai．chun．GENGChun．xia，ZHANGWen-iin，ZHANGJia(SchoolofChemicalEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：Toprovidekineticsdatafortheindustrialproductionofn．butylacetate，methylacetat

4、ewasconvenedinto／7,一butylacetatebytrans．esterificationinabatchstirredtankreactor，whichcanprovidemoreefficientuseofmethylacetate．Si-3catalystWasselectedasoptimalcatalyst，andtheinfluencesofspeed，reactiontemperature，reactantratio，andtheamountofcatalystonthereactionwerein

5、vestigated．Theoptimalconditionswereasfollows：speed400r／min，temperature70℃，catalystdosage20％(nlassfraction)，alcoholestermoleratio1．25：1．卟ekineticsequationoftrans—estefificationWasobtainedbydatafitting，positivereactionrateconstantis6291．15L／(mol·S)，positivereactionactiv

6、ationenergyis50134．7J／mol；reversereactionrateconstantis137．72L／(mol·s)，reversereactionactivationenergyis38324J／m01．Thecalculationdataaleinbetteragreementwiththeexperimentaldata，whichshowsthatthemacrokineticsequationsalereasonableandsuitableforsimulationcalculation．Key

7、words：trans—esterification；凡一butylacetate；catalyticreaction；kinetics乙酸甲酯主要作为树脂、胶黏剂、油墨等生产过程中的有机溶剂，它通常在PVA和PTA等生产中作为副产大量出现¨引。目前PVA生产厂家采用水解的方法，消耗大量的能量。乙酸正丁酯，又名醋酸丁酯，溶解性能优异，是重要的有机溶剂、萃取剂和脱水剂，工业上用途广阔。近年来，随着普通民众环保意识的逐步增强和环保法规的严格实行，人们更倾向利用乙酸正丁酯作为甲苯、二甲苯等有毒有害溶剂的良好替代品，因此其市场前景广阔H引

8、。酯交换反应在油脂改进和有机中间体合成方面得到较好的推广应用∞J。范燕平等¨1研究了KF／Mgo催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与月桂醇酯交换反应制备碳酸二月桂酯(DDC)，DMC转化率和DDC收率分别为86．7％和86．2％。潘冬冬等坤1研究酯交换法