反应萃取精馏技术生产二氧五环的工艺研究

针对二氧五环传统生产工艺存在的缺陷,引入反应萃取精馏技术改造传统工艺。采用实验与计算机模拟相结合的方式对连续反应萃取精馏生产二氧五环的工艺过程进行了系统研究,得到了适宜的工艺参数:反应萃取精馏塔总板数21块,其中精馏段2块,萃取段9块,反应段5块,提馏段5块;回流比为1.5;进料比例n(乙二醇)∶n(甲醛)=1.05∶1。此工艺条件下生产的二氧五环纯度可达94.7%。     

萃取精馏分离醋酸水混合物模拟和优化

以ε-己内酰胺为萃取剂,用Aspen Plus在NRTL-HOC物性条件下,来模拟醋酸和水的萃取精馏分离。并对萃取精馏塔和溶剂回收塔进行优化设计,得到了两塔最佳的操作条件如下:萃取精馏塔最佳的馏出比为0. 58,最佳的理论板数40块,原料液进料位置为第26块板,ε-己内酰胺进料位置为第3块板,操作回流比为3,溶剂比为1. 0;溶剂回收塔最佳的馏出比为0. 51,最佳的理论板数为8块,进料位置为第6块板,操作回流比为2. 1。在最佳操作条件下,萃取精馏塔顶醋酸的含量高达99. 8%,两塔再沸器总热负荷为6616. 89 k W,比普通精馏过程节能64. 94%。     

萃取精馏分离甲醇与醋酸甲酯的实验研究

建立了一套φ40mm精馏塔。用水作萃取剂进行了萃取精馏分离醋酸甲酯和甲醇的共沸物的实验研究,探讨了溶剂比、回流比、原料液温度和萃取剂温度等主要影响因素的改变对萃取精馏过程的影响。本文建议采用的操作条件：溶剂比为2-3;回流比为0．75－1．0;进料温度为泡点温度;萃取剂温度为常温。     

全氟丁酸还原制备七氟丁醇的工艺

针对七氟丁醇合成工艺复杂,产率低下的问题,以全氟丁酸、甲醇作为起始原料,对甲基苯磺酸为催化剂,合成全氟丁酸甲酯,然后以硼氢化钠还原全氟丁酸甲酯,得到七氟丁醇.结果显示:对于全氟丁酸甲酯的合成反应,当醇酸摩尔比为２∶１、催化剂用量为原料酸质量的０．６％,反应时间为３　ｈ时,全氟丁酸的转化率达到８５％,酯的粗品经蒸馏和水洗后即可用于还原反应;对于还原反应,当还原剂和酯的摩尔比为０．８,反应温度处于３０　℃,其还原效果最佳.优化后全氟丁醇的总收率可达到７７．３５％,目标产物经由核磁氢谱、碳谱和氟谱表征.该反应条件相对温和,原料常见且容易得到,适合工业化大规模生产.     

萃取精馏分离四氢呋喃/水共沸物系的Aspen模拟

以从制药废液中回收四氢呋喃为例,详细研究萃取精馏过程的Aspen Plus模拟和优化.通过实验与热力学模型预测的对比确定NRTL方程能更准确地描述THF-水-DMSO三元混合物系气液相平衡;分析THF-水-DMSO三元混合物系剩余曲线说明DMSO是萃取精馏分离该共沸物系的可行萃取剂;设计萃取精馏分离工艺流程并以萃取精馏塔为例,运用灵敏度分析对过程进行优化,结果表明:200 kmol/h进料量的常压萃取精馏,塔板数22,萃取剂和原料液分别在第4和第18块板进料,回流比1.0,溶剂比0.45的条件下可得到纯度高于99.85%的THF,回收率高于99.5%.     

催化精馏制取乙酸乙酯研究

在高度2000mm直径30mm的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. 对理论塔板进行了计算,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2块理论板进料,乙醇从第13块理论板进料;塔内各段填料的装填高度比为精馏段∶反应段∶提馏段＝5∶3∶1;乙醇进料质量空速为0.6h-1;乙酸/乙醇侧线进料物质的量比3∶1;回流比R=1;反应6h后塔顶得到的乙酸乙酯质量分数85.06%, 酯总收率达到77%.     

离子液体催化合成乙酸乙酯的研究

研究了1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体的合成及表征,并利用1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体作溶剂和催化剂,通过酯化反应在反应精馏装置中合成乙酸乙酯.考察了回流比、进料比及离子液体用量对反应精馏的影响,并考察了离子液体的重复使用性能.结果表明,该离子液体为Lewis酸,具有催化活性,将其用于酯化反应,使选择性得到显著的提高,离子液体重复使用5次,其催化活性基本不变.适宜的反应条件(进料比)为:n(乙酸)∶n(乙醇)=1.1∶1.0,离子液体用量为n(乙酸)∶n(离子液体)=8.0∶1.0,回流比为3.0.     

萃取精馏分离乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的工艺模拟

采用Aspen Plus,以咪唑类离子液体[BMIM][DBP](1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯)作为萃取剂对乙酸乙酯-异丙醇共沸物系的萃取精馏过程进行模拟和优化.通过灵敏度模型分析工具得到萃取精馏塔的最佳操作条件：[BMIM][DBP]进料量为18 kmol/h,全塔理论塔板数为26,摩尔回流比为0.8,[BMIM][DBP]进料位置为第3块塔板,乙酸乙酯和异丙醇的混合原料进料位置为第9块塔板.基于以上的最佳操作条件,从塔顶得到摩尔分数可达0.999的乙酸乙酯,满足分离要求.结果表明[BMIM][DBP]作为萃取剂在分离乙酸乙酯-异丙醇中具有良好的工业应用前景.     

甲苯-正庚烷共沸体系萃取精馏分离的模拟与优化

基于Aspen Plus流程模拟软件,采用苯酚做萃取剂,对甲苯-正庚烷共沸体系的萃取精馏分离过程进行模拟与优化.采用Sensitivity灵敏度分析模块分析考察了原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比及溶剂比对萃取精馏分离效果的影响,得到了最佳操作条件.优化结果可为甲苯-正庚烷萃取精馏分离工艺工业化设计提供了理论依据和设计参考.     

反应精馏法合成混酸乙酯工艺

对丁酸生产过程中产生的混酸轻组分的处理工艺进行了研究.以硫酸氢钠作催化剂,乙醇为原料,用催化反应精馏的方法对混酸进行酯化反应,并考察了影响酯化反应的影响因素.通过正交试验及单因素试验确定最佳反应条件n(酸)/n(醇)比为1 ∶1.3,一水合硫酸氢钠2.07 g,反应时间60 min,混合酯的转化率达到79.95%.该工艺减少了炭化现象,具有流程简单,酯化反应收率高的优点.     

辛醇废碱液的回收利用

将生产辛醇废碱液通过蒸发浓缩,用浓缩过程中产生的水蒸汽汽提废碱液中的醇、醛,经水蒸汽冷凝后直接回用于缩合反应工段。浓缩后的废碱液与氯丁烷反应,用相转移催化技术直接合成丁酸丁酯。通过实验验证了该工艺的可行性,并得到了丁酸丁酯合成的最佳工艺条件:反应温度70℃,丁酸钠和氯代正丁烷的物质的量之比1.2∶1.0,催化剂质量分数5%,反应时间100 min。基于这个条件生产,酯化率达到99.4%,丁酸丁酯产品纯度99.1%。     

淀粉基复合型高吸水材料的制备

以淀粉、丙烯酸、高岭土为主要原料,采用复合引发体系过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂制备了高吸水复合材料,主要考察了物料配比、引发剂用量及配比、反应温度等因素对产物吸液性能的影响。复合吸水材料制备的较佳工艺条件为:m(AA)∶m(starch)∶m(kaolin)=6∶1∶0.3,丙烯酸的中和度为75%,m(initiator)∶m(starch)=0.015,其中n[NaHSO3]∶n[(NH4)2S2O8]=3,m(MBA)∶m(AA)=0.001,温度85℃。在此条件下,合成的高吸水材料吸蒸馏水倍率为607g/g,吸生理盐水倍率为65g/g。     

酸性功能化双核离子液体催化合成酯的研究

以自制的双-（3-甲基-1-咪唑）亚丁基二硫酸氢盐离子液体为催化合成了异丁酸异戊酯和丁酸异戊酯,考察了反应条件对酯化率的影响。结果表明,异丁酸异戊酯最佳的合成条件为：醇酸摩尔量比1.2∶1,催化剂用量为2.0 g,反应时间3.5 h,酯化率达到95.4%。丁酸异戊酯最佳的合成条件为：醇酸摩尔量比1.6∶1,催化剂用量为2.0 g,反应时间3.5 h,酯化率达到97.9%。反应结束后反应混合物与催化剂自动分层,采用分液的方式即可分离出催化剂,简化了分离过程。离子液体重复使用6次,催化效果无明显降低。     

秸秆接枝丙烯酸丁酯制备吸油树脂

以玉米秸秆为反应基材、丙烯酸丁酯为接枝单体、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯(BDDMA)为交联剂,采用悬浮聚合方法合成了吸油材料。考察了物料配比、引发剂用量、交联剂用量、反应温度等因素对合成材料吸油性能的影响,用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜分别对材料的化学结构及表面形貌进行了表征。结果表明,吸油材料的最佳合成条件为m(秸秆)∶m(丙烯酸丁酯)=1∶1、w(引发剂)=0.6%、w(交联剂)=0.2%、反应温度75℃、反应时间6h,在此条件合成的吸油材料对甲苯的吸油率为5.8g/g。     

咪唑类离子液体催化合成乙酸乙酯的研究

以吡啶分子为探针,使用红外光谱法测定了不同阴离子型的咪唑类离子液体的酸性.并以此类离子液体为催化剂研究了乙醇和乙酸酯化生成乙酸乙酯的反应.结果表明,n(乙酸)∶n(乙醇)∶n([OMIm]HSO4)=1∶1.5∶0.2条件下,60℃,反应4 h,乙酸的转化率为84.3%,乙酸乙酯的收率为84.2%,[OMIm]HSO4离子液体经真空干燥后重复使用3次,催化活性保持不变.     

无泡皂洗剂的制备与应用

以顺丁烯二酸酐与丙烯酸在过硫酸钠引发下自由基加成聚合聚羧酸,再以聚羧酸与分散剂K复配无泡皂洗剂.测试了不同条件下制备的无泡皂洗剂的去浮色力,并对无泡皂洗剂与常规皂洗剂进行平行对比性能测试.结果表明,聚羧酸的最佳合成条件为m(顺丁烯二酸酐)∶m(丙烯酸)=1∶3、w(引发剂)=5%(对单体质量)、80℃反应2.5 h.无泡皂洗剂复配的最佳条件为m(聚羧酸)∶m(分散剂K)=50∶1.染色织物经无泡皂洗剂皂洗后,湿摩擦牢度为4级,pH值为6.     

Brnsted-Lewis双酸型离子液体催化制备生物柴油

制备并表征了Brnsted-Lewis双酸型离子液体(3-磺酸)丙基三乙基铵氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(ZnCl2摩尔分数x=0.67),并用于催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油。结果表明:该离子液体具有Brnsted和Lewis双重酸型活性位,且两者间兼有的协同催化效应可显著提高其催化性能;在n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶8、m(大豆油)∶m(离子液体)=20∶3,140℃下反应6h时,生物柴油的收率为95.7%。另外,该催化剂回收重复利用5次后,生物柴油的收率没有明显降低,具有较好的重复使用性能。     

尿囊素的合成工艺

以晶体乙醛酸和尿素为原料经环化缩合合成了尿囊素。考察了溶剂种类、混合溶剂摩尔比、催化剂种类、原料摩尔比、反应时间对产品收率的影响。结果表明:溶剂的极性太强或太弱对反应都不利,选择四氢呋喃和乙醇的混合溶液为反应溶剂;n(四氢呋喃)∶n(乙醇)=1∶1.5,4.4 g的H2SO4和H3PO4作催化剂(摩尔比1∶1),n(乙醛酸)∶n(尿素)=1∶4,反应温度75℃、时间4 h时,尿囊素产率85.4%,产品纯度98.9%。尿囊素的结构用FT-IR1、H NMR和13C NMR进行了表征。     

连续结晶法合成对甲苯磺酸

将甲苯和浓硫酸的反应液采出被水冷却,析出对甲基苯磺酸,而间位和邻位2种异构物留在滤液中,过滤出产品后,滤液送往反应液中继续反应,此种连续结晶耦合技术优化了工艺条件。结果表明,对甲苯磺酸合成的最佳工艺条件为n(甲苯)∶n(浓硫酸)=1.2∶1,反应温度112℃,析出晶体时的温度为80℃,q(采出液):q(水)=10∶1。在此条件下,产品纯度大于98%,收率可达90%以上。