阳离子交换树脂催化水解乙酸甲酯的动力学研究

在间歇搅拌釜反应器中测定了G-6104型阳离子交换树脂催化水解乙酸甲酯的反应动力学；测得了消除外扩散影响的水解反应速率数据，归纳得到了实验条件下的动力学模型方程。研究表明，控制步骤是吸附在催化剂表面的乙酸甲酯与未吸附的水所发生的表面反应。实验还测定了反应温度、催化剂用量和水酯比对乙酸甲酯水解率的影响。     

醋酸甲酯合成的非均相反应动力学

以Amberlyst15强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在间歇搅拌反应器中测定了甲醇与醋酸反应体系在不同温度(323.15～348.15 K)和催化剂浓度(23～59 g/L)下的拟均相反应动力学实验。实验结果表明,甲醇与醋酸酯化反应合成醋酸甲酯的反应为二级可逆反应;根据实验数据拟合得到动力学参数,平衡常数为K=20.09exp(1 603/T),正逆反应速率常数分别为k+=1.463×104exp(-53 160/RT)、k-=1.124×105exp(-63 740/RT);正负反应活化能分别为53.16,63.74 kJ/mol;在实验范围内,随反应温度的升高,反应速率增大,反应温度和反应速率二者关系符合Arrhenius方程。     

醋酸甲酯催化精馏水解工艺的改进研究

针对目前醋酸甲酯催化精馏水解工艺中醋酸甲酯水解不完全(50％-60％)的情况,根据增加水酯比能使醋酸甲酯完全转化,提出了2种醋酸甲酯催化精馏完全水解新工艺。对新工艺用Aspen Plus软件进行流程模拟,并与现有工艺进行了对比,结果是新萃取工艺比现有工艺和新共沸工艺都要好。与现有工艺相比,新萃取工艺不仅可以简化流 程,节省投资费用,而且可以降低能耗,冷凝器总负荷可降低35％,再沸器总负荷可降低33％。新萃取工艺及其模拟 计算对实验验证、工艺设计、甚至工业化生产有一定的指导意义。     

阳离子交换树脂催化油脂副产物制备生物柴油的动力学研究

以棕榈油脱臭馏出物(PODD)和无水甲醇为原料,强酸性阳离子交换树脂为固体酸催化剂,在自制的固定床反应器中进行酯化反应,合成了脂肪酸甲酯(生物柴油)。考察了反应温度、催化反应时间、物料摩尔比对游离脂肪酸转化率的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:反应温度333.15K、催化反应时间56.28min、甲醇与PODD的摩尔比17.25,在此条件下游离脂肪酸转化率为81.66%。同时提出了固定床脂肪酸催化酯化反应的动力学模型,根据实验数据拟合得到动力学参数,酯化反应的活化能为47.761kJ/mol,指数前因子为59.641L/(kmol.min)。该模型能较好地描述固定床脂肪酸催化酯化的反应过程。     

天津大学等研发醋酸甲酯水解新工艺

<正>天津大学精馏技术国家工程研究中心与福州大学联盟合作,日前将使用价值较低的醋酸甲酯水解为甲醇和醋酸,不仅可解决醋酸甲酯的排放问题,还可回收市场价值较高的醋酸和甲醇。     

酸性树脂催化剂上丙烯醛水合动力学研究

以阳离子交换树脂为催化剂，对丙烯醛水合本征动力学进行了研究，通过热力学和动力学分析建立了丙烯醛水合反应动力学模型。实验结果表明，丙烯醛的水合具有一级串联不可逆的特征。根据实验数据，用最小二乘法，得到了本征动力学模型参数。统计检验结果表明，建立的丙烯醛水合反应动力学模型是可行的。     

合成醋酸甲酯浆料催化精馏过程的模拟研究

以醋酸甲酯合成为模型反应,研究浆料催化精馏过程。对浆料催化精馏过程建立拟均相稳态平衡级模型,用A spen P lus软件进行模拟。考察精馏塔内温度分布、汽液相组成及流率情况,得到醋酸中水含量、反应段塔板数和液相持液量对合成醋酸甲酯收率和塔顶醋酸甲酯纯度的影响。计算得出在模拟实验塔内优化操作条件为:23块理论板数,醋酸进料口和甲醇进料口分别位于第7和第17块理论板;酸与醇的摩尔比为1.2∶1.0;催化剂与醋酸的质量比为0.03;回流比1.3;塔板总持液量2 560mL;塔釜持液量1 200mL;控制塔顶采出流率0.485。在此条件下,醋酸甲酸收率大于95%,塔顶产品中酯的质量分数大于96%。     

催化精馏合成丙烯酸乙酯研究

以阳离子交换树脂(Amberlyst-15wet)为催化剂,在自制精馏塔和精制塔内对催化精馏酯化合成丙烯酸乙酯工艺进行了研究。考虑到后续丙烯酸乙酯的纯化,实验过程中丙烯酸过量,保证乙醇尽可能转化。实验中以捆扎包作为催化剂装填方式,系统研究了空速、催化精馏塔回流比、进料酸醇摩尔比等因素对乙醇转化率和产品中丙烯酸乙酯含量的影响,获得的较佳工艺条件:空速为0.35m3/(m3.h),酸醇进料摩尔比为2∶1,催化精馏塔回流比为2。该工艺条件下,乙醇转化率为96.96%,产品中丙烯酸乙酯含量为97.08%。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸辛酯的研究

以乙酸和正辛醇为原料,强酸性阳离子交换树脂为催化剂,直接酯化合成了乙酸辛酯。研究了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量、带水剂用量等因素对酯化反应的影响,确定了合成乙酸辛酯的最佳工艺条件：反应温度115℃,反应时间180min,乙酸与正辛醇的摩尔比1．4：1,催化剂用量(以正辛醇质量计)3％,带水剂苯用量(正辛醇用量为19．5g时)15mL,在此条件下．乙酸辛酯的收率可达96．74％。采用的催化剂不经处理可循环使用多次,并且具有价廉易得、催化活性好、不腐蚀设备、无环境污染等优点。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成苯氧基乙酸烯丙酯的研究

介绍了在强酸性阳离子交换树脂催化剂存在下,以苯氧乙酸、烯丙醇为原料合成苯氧基乙酸烯丙酯的方法。考察了带水剂品种、带水剂用量、反应时间,原料摩尔比,催化剂用量等条件对产品收率的影响。结果表明,在反应温度90-95℃,反应时间3h,苯氧乙酸与烯丙醇摩尔比0．1：0．13,带水剂环己烷用量30mL,催化剂强酸性阳离子交换树脂用量为1．5g的优化条件下,苯氧基乙酸烯丙酯的收率可达97．29％,产品纯度98．5％以上。催化剂不经处理可循环使用多次,并具有价廉易得、催化活性好、不腐蚀设备、无环境污染等优点。     

微波条件下阳离子交换树脂催化提质生物油

针对生物油的化学组成特点,以降低酸性和提高燃烧热为目标,采用催化酯化方法提质生物油。具体方法为:采用微波加热,以732型阳离子交换树脂为催化剂,添加乙醇进行催化酯化反应。适宜的反应条件为:催化剂1.5g,乙醇10mL,生物油5mL,反应时间30min,反应温度70℃,在该条件下乙酸转化率达到62.3%。根据GC-MS分析,提质后生物油的组分得到明显优化,除羧酸转化成酯类外,酮类、醛类和酚类等对生物油性能不利的组分都不同程度被转化。提质后生物油的运动黏度降至粗生物油的70.2%,而燃烧热则比粗生物油提高了17.24%。微波加热与水浴加热相比,达到最大乙酸转化率的时间缩短了约2/3。     

耐温强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸丁酯

开发了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂,采用此催化剂,以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸丁酯。用13C核磁共振光谱表征了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的结构;在工业生产条件下,对比了不同强酸性阳离子交换树脂催化剂的活性;以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂,考察了进料量对乙酸转化率的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明,以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成乙酸丁酯,在反应釜温度120℃、分馏柱顶部温度91~92℃、正丁醇与乙酸摩尔比1.02、进料量60mL/h的条件下,乙酸的转化率为95.1%,达到了采用硫酸催化剂时的水平。耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的寿命在500h以上,稳定性好,具有较好的工业化前景。     

硫酸高铈改性离子交换树脂催化合成乳酸丁酯

采用硫酸高铈与阳离子交换树脂反应制备的改性离子交换树脂催化合成乳酸丁酯,考察了催化剂用量、醇酸物质的量比、反应时间、催化剂重复使用次数及带水剂等因素对收率的影响。结果表明该催化剂具有催化活性高,易分离回收,重复使用性良好等优势。最佳反应条件为:醇酸物质的量比2.0,催化剂用量2.0g,反应时间80min,此时收率达95.2%。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成香兰素1，2-丙二醇缩醛

以香兰素、1，2-丙二醇为原料在强酸性阳离子交换树脂催化作用下合成香兰素1，2-丙二醇缩醛，分别研究了原料配比、反应温度、反应时间和催化剂用量等条件对合成反应的影响。结果表明，在香兰素用量0．1mol，n（1，2-丙二醇）：n（香兰素）2．2，强酸性阳离子交换树脂用量1g，带水剂环己烷30mL，反应温度90—95℃，反应时间3．5h，香兰素1，2-丙二醇缩醛的收率可达到84．86％，产品纯度98．5％。催化剂重复使用多次仍保持较高的催化活性，且催化剂易处理。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸异辛酯动力学

以Amerlyst 15强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在间歇搅拌釜式反应器中对乙酸与异辛醇酯化合成乙酸异辛酯的反应过程进行了研究。考察了搅拌转速、催化剂粒径、反应温度、催化剂用量及酸醇摩尔比对酯化反应速率的影响;在消除内外扩散影响的条件下,进行了本征反应动力学实验。在343.15～363.15K范围内,采用拟均相动力学模型对实验数据进行关联,得到正逆反应速率常数的指数前因子分别为5061,12.78L/(mol·g·min),正逆反应的活化能分别为54.43,37.68kJ/mol。     

强酸性阳离子交换树脂催化合成苯乙醛1，2-丙二醇缩醛

采用强酸性阳离子交换树脂作催化剂，以苯乙醛、1，2-丙二醇为原料合成了苯乙醛1，2-丙二醇缩醛。研究了带水剂种类和用量、催化剂用量、原料配比和反应时间等因素对产物收率的影响，得到了合成苯乙醛1，2-丙二醇缩醛最适宜的条件：苯乙醛与1，2-丙二醇摩尔比1：1．3、带水剂环己烷用量（苯乙醛为0．10mol的情况下）40mL、催化剂用量为总物料质量的2．7％、反应时间4h、反应温度105℃。在此条件下，苯乙醛1，2-丙二醇缩醛的收率为95．16％，产物纯度高达99．0％。该催化剂重复使用性能良好。