酯交换法合成仲丁醇的动力学研究.pdf

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1、第44卷第9期2016年9月化学工程CHEMICALENGINEERING(CHINA)V01．44NO．9Sep．2016酯交换法合成仲丁醇的动力学研究李柏春1，高永宽1，王晓文2，张文林1，耿春霞1(1．河北工业大学化工学院，天津300130；2．天津中德应用技术大学，天津300350)摘要：为了给仲丁醇的工业生产提供动力学支持，文中研究了甲醇与醋酸仲丁酯在间歇反应釜中以NKC-9型阳离子交换树脂为催化剂通过酯交换反应合成仲丁醇的动力学过程。在消除内外扩散的影响下，考察了反应温度、催化剂用量以及醇酯摩尔比等因素对醋酸仲丁酯转化率的影响，得到了适宜的操作条件并建立了拟均相动力学模型。

2、通过对323．15—348．15K下的实验数据进行拟合，得到酯交换合成仲丁醇的反应动力学方程，并通过了实验与计算值的比较验证，此反应动力学方程合理，可用于模拟计算。关键词：酯交换反应；仲丁醇；反应动力学；NKC．9阳离子交换树脂；催化剂中图分类号：TQ031．2文献标识码：A文章编号：1005-9954(2016)09-0049-06DOI：10．3969／j．issn．1005—9954．2016．09．010Reactionkineticsofsynthesizedsec．butylalcoholbytrans．esterificationLIBai-chunl，GAOYong-k

3、uanl，WANGXiao-wen2，ZHANGWen-linl，GENGChun-xial(1．SchoolofChemicalEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China；2．TianjinSino-GermanUniversityofAppliedSciences，Tianjin300350，China)Abstract：Toprovidekineticsdatafortheindustrialproductionofsee-butylalcohol，thetrans-esterificationreact

4、ionkineticsofsec—-butylalcoholsynthesizedfrommethanolandsec··butylacetateinabatchreactorinthepresenceofNKC一9cationic—exchangeresincatalystwasstudied．Withoutinternalandexternaldiffusion，theeffectsoftemperature，catalystdosage，andtheinitialmolarratioofmethanoltosec-butylacetateontheconversionofsec—

5、butylacetatewereinvestigated．Moreover，thesuitableoperatingconditionsweredeterminedandapseudo-homogeneouskineticmodelwasestablished．Thekineticsparametersofsec—butylalcoholsynthesizereactionweremeasuredat323．15—348．15K．Thecalculationdataareinbetteragreementwiththeexperimentaldata，whichshowsthatthe

6、kineticequationsarereasonableandsuitableforsimulationcalculation．Keywords：trans-esterificationreaction；sec—butylalcohol；kinetics；NKC-9cationic—exchangeresins；catalyst仲丁醇在工业上应用广泛，因其溶于水、苯、丙酮，与乙醇、乙醚可任意互溶，被广泛用作溶剂‘1

7、；仲丁醇可以作为甲醇的共溶剂成为提高汽油辛烷值的组分心1；它还是选矿剂、增塑剂及除草剂等产品的生产原料；90％以上的工业仲丁醇被用作合成工业重要化工品甲乙酮‘3圳。目前制

8、备仲丁醇的传统方法有间接合成和直接合成法¨叭14j，存在着能耗高、单程转化率低等缺点，因而亟需探究新的制备仲丁醇的工艺方法。王若愚等’1纠用醋酸和混合c。反应生成的醋酸仲丁酯为原料，在铜基催化剂作用下，直接发生加氢反应制备仲丁醇并副产乙醇。张永梅等¨刮以分子筛为催化剂合成仲丁醇，邱挺、王红星等H7‘1副以离子液体为催化剂催化合成仲丁醇，但这些催化剂不宜应用于工业生产。离子交换树脂的工业应用越来越广泛，尤其是大孔径阳离子交换树脂和强酸性阳离子交换