醋酸异丙酯自水解动力学及其对醋酸脱水过程影响的研究
发布时间：2021-06-25 03:00
醋酸脱水是聚乙烯醇生产中的一个重要工艺过程,目前主要采用非均相共沸精馏,并以醋酸异丙酯为共沸剂。醋酸异丙酯在酸性条件下会发生缓慢水解生成异丙醇,影响系统稳定操作。然而,这个因素在以往的过程设计、分析中并未被充分考虑。对醋酸脱水工艺中异丙醇的生成、分布进行研究,对实现稳定产品质量、提高产量及节能降耗,具有一定的指导意义。本文在500mL反应釜中,分别实验探究水相和酯相两种条件下温度对醋酸异丙酯自水解反应的影响。通过热力学分析计算,得到该反应焓变?为10.02kJ/mol,熵变?为15.18 J/（mol·K）。通过对动力学实验数据分析回归处理,分别得到了在上述不同条件下适用的反应动力学方程。水相条件下的动力学方程为:（?）酯相条件下的动力学方程为:（?）本文采用Aspen Plus模拟软件中的反应精馏模块,对醋酸异丙酯水解反应的醋酸脱水工艺过程进行模拟,并与共沸剂发生水解的工艺流程进行比较。结果表明,若工艺中未设置排杂物流,使异丙醇在系统中不断积累,会造成共沸精馏塔中的温度分布发生变化,使塔顶蒸汽中的醋酸含量增加、再沸器热负荷增加、对分离过程造成不利影响。然后,本文利用Aspen Dyn...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非均相共沸精馏工艺流程图
图 2-1 实验装置示意图Fig.2-1 Schematic diagram of experimental equipment釜；2：电加热套；3：搅拌桨；4：防爆片；5：温度计；6：V1、V4：放空阀；V2：进气阀；V3，V5：取样阀示意图如图 2-1 所示。：锥形瓶配制一定配比的反应液，沿釜壁缓慢倒入反应将釜盖的主螺母逐步拧紧对其密封，套上加热套。（开 N2钢瓶和阀 V2，使釜中压力达到 1.5MPa；打开冷置），然后启动搅拌（搅拌速率 350 rpm）；设置反I 级半功率档位加热，防止反应釜超温）。热到设定温度后稳定 30min，开始取样分析；（注意事间隔一定时间取样一次：依此打开阀 V4、V5、V3，并
产物之一的醋酸所催化。这类反应属于均相酸催化反应，一般，醋酸属于Ｂ酸，能释放出质子 ，对于Ｂ酸催化的反应，反应物作用，生成质子化物，然后质子从质子化物中转移，。醋酸异丙酯分子中的羰基（ ）属于极性基团，O 原子的部分负电荷，C 原子带部分正电荷， 易结合在 O 原子上，，π 电子云则向 O 原子移动，使羰基的正电性加强，更容易发生醋酸异丙酯在醋酸催化下的水解反应历程可以描述如下：醋生成质子 ， 可与醋酸异丙酯生成不稳定的质子化化合物子云偏移，水进攻质子化化合物的羰基的 C 原子，并与其发生电子转移和消除醇，最后 又重新游离出来继续参与催化反合物与水的亲核加成反应为速率控制步骤，其余各步均处于平可表示为图 2-6：
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙酸异丙酯的不同生产工艺研究进展[J]. 杜建钢,张雷,邓益平. 现代化工. 2017(09)
[2]我国聚乙烯醇的市场分析[J]. 朱燕. 精细与专用化学品. 2017(07)
[3]聚乙烯醇（PVA）市场分析与展望[J]. 王天华,杨菲,于凤琴,易莎莎,纪三郝. 山东化工. 2016(02)
[4]醋酸-水萃取精馏萃取剂的选择及过程模拟和优化[J]. 刘绪江,张雷. 现代化工. 2015(08)
[5]稀醋酸萃取技术在PTA生产中的应用[J]. 蒋坤军. 石油石化节能与减排. 2014(06)
[6]聚乙烯醇副产物的利用及精醋酸甲酯的生产[J]. 徐凌云. 安徽化工. 2014(05)
[7]萃取精馏分离醋酸-水体系的模拟计算及实验研究[J]. 樊冬娌,曹宇锋. 化学世界. 2014(06)
[8]醋酸-水萃取精馏过程的模拟[J]. 余美琼,杨金杯,陈秀宇,陈文韬. 福建师大福清分校学报. 2013(05)
[9]醋酸脱水萃取精馏过程的控制研究[J]. 位倩倩,马凤云,钟梅,刘景梅,闵犁园. 计算机与应用化学. 2013(05)
[10]发泡聚乙烯醇产业化及其应用分析[J]. 朱宏,邓凌云,王冬梅. 包装学报. 2013(01)
博士论文
[1]乙酸仲丁酯萃取—共沸精馏回收废水中乙酸过程基础研究[D]. 李玲.福州大学 2014
硕士论文
[1]合成草酸二甲酯及草酸二乙酯的自催化酯化反应研究[D]. 石蕾.天津大学 2014
[2]乙醇酸甲酯均相催化水解过程研究[D]. 陈曲.天津大学 2014
[3]草酸二甲酯水解反应动力学的研究[D]. 窦文静.天津大学 2013
[4]醋酸精馏软测量与先进控制研究[D]. 李静.华东理工大学 2013
[5]醋酸脱水共沸精馏过程模拟与优化[D]. 许周凯.华东理工大学 2012
[6]醋酸与异丙醇酯化反应用阳离子交换树脂催化剂的失活机理研究[D]. 熊婷.华东理工大学 2012
[7]采用萃取与共沸精馏进行稀醋酸回收工艺研究[D]. 林琳.华东理工大学 2012
[8]醋酸脱水共沸精馏过程的动态模拟与先进控制研究[D]. 叶柳青.华东理工大学 2011
[9]甲酸甲酯水解制甲酸及其动力学的研究[D]. 何健.华南理工大学 1989
本文编号：3248355
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非均相共沸精馏工艺流程图
图 2-1 实验装置示意图Fig.2-1 Schematic diagram of experimental equipment釜；2：电加热套；3：搅拌桨；4：防爆片；5：温度计；6：V1、V4：放空阀；V2：进气阀；V3，V5：取样阀示意图如图 2-1 所示。：锥形瓶配制一定配比的反应液，沿釜壁缓慢倒入反应将釜盖的主螺母逐步拧紧对其密封，套上加热套。（开 N2钢瓶和阀 V2，使釜中压力达到 1.5MPa；打开冷置），然后启动搅拌（搅拌速率 350 rpm）；设置反I 级半功率档位加热，防止反应釜超温）。热到设定温度后稳定 30min，开始取样分析；（注意事间隔一定时间取样一次：依此打开阀 V4、V5、V3，并
产物之一的醋酸所催化。这类反应属于均相酸催化反应，一般，醋酸属于Ｂ酸，能释放出质子 ，对于Ｂ酸催化的反应，反应物作用，生成质子化物，然后质子从质子化物中转移，。醋酸异丙酯分子中的羰基（ ）属于极性基团，O 原子的部分负电荷，C 原子带部分正电荷， 易结合在 O 原子上，，π 电子云则向 O 原子移动，使羰基的正电性加强，更容易发生醋酸异丙酯在醋酸催化下的水解反应历程可以描述如下：醋生成质子 ， 可与醋酸异丙酯生成不稳定的质子化化合物子云偏移，水进攻质子化化合物的羰基的 C 原子，并与其发生电子转移和消除醇，最后 又重新游离出来继续参与催化反合物与水的亲核加成反应为速率控制步骤，其余各步均处于平可表示为图 2-6：
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙酸异丙酯的不同生产工艺研究进展[J]. 杜建钢,张雷,邓益平. 现代化工. 2017(09)
[2]我国聚乙烯醇的市场分析[J]. 朱燕. 精细与专用化学品. 2017(07)
[3]聚乙烯醇（PVA）市场分析与展望[J]. 王天华,杨菲,于凤琴,易莎莎,纪三郝. 山东化工. 2016(02)
[4]醋酸-水萃取精馏萃取剂的选择及过程模拟和优化[J]. 刘绪江,张雷. 现代化工. 2015(08)
[5]稀醋酸萃取技术在PTA生产中的应用[J]. 蒋坤军. 石油石化节能与减排. 2014(06)
[6]聚乙烯醇副产物的利用及精醋酸甲酯的生产[J]. 徐凌云. 安徽化工. 2014(05)
[7]萃取精馏分离醋酸-水体系的模拟计算及实验研究[J]. 樊冬娌,曹宇锋. 化学世界. 2014(06)
[8]醋酸-水萃取精馏过程的模拟[J]. 余美琼,杨金杯,陈秀宇,陈文韬. 福建师大福清分校学报. 2013(05)
[9]醋酸脱水萃取精馏过程的控制研究[J]. 位倩倩,马凤云,钟梅,刘景梅,闵犁园. 计算机与应用化学. 2013(05)
[10]发泡聚乙烯醇产业化及其应用分析[J]. 朱宏,邓凌云,王冬梅. 包装学报. 2013(01)
博士论文
[1]乙酸仲丁酯萃取—共沸精馏回收废水中乙酸过程基础研究[D]. 李玲.福州大学 2014
硕士论文
[1]合成草酸二甲酯及草酸二乙酯的自催化酯化反应研究[D]. 石蕾.天津大学 2014
[2]乙醇酸甲酯均相催化水解过程研究[D]. 陈曲.天津大学 2014
[3]草酸二甲酯水解反应动力学的研究[D]. 窦文静.天津大学 2013
[4]醋酸精馏软测量与先进控制研究[D]. 李静.华东理工大学 2013
[5]醋酸脱水共沸精馏过程模拟与优化[D]. 许周凯.华东理工大学 2012
[6]醋酸与异丙醇酯化反应用阳离子交换树脂催化剂的失活机理研究[D]. 熊婷.华东理工大学 2012
[7]采用萃取与共沸精馏进行稀醋酸回收工艺研究[D]. 林琳.华东理工大学 2012
[8]醋酸脱水共沸精馏过程的动态模拟与先进控制研究[D]. 叶柳青.华东理工大学 2011
[9]甲酸甲酯水解制甲酸及其动力学的研究[D]. 何健.华南理工大学 1989
本文编号：3248355
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