離子液體反應(yīng)萃取精餾制備甲醇和乙酸乙酯.pdf

1、離子液體反應(yīng)萃取精餾過(guò)程具有反應(yīng)精餾和萃取精餾的優(yōu)點(diǎn),是一種新興的反應(yīng)-分離集成過(guò)程。本文研究了離子液體作催化劑和萃取劑的乙酸甲酯和乙醇酯交換反應(yīng)制備乙酸乙酯和甲醇的離子液體反應(yīng)萃取精餾過(guò)程。研究了離子液體對(duì)甲醇+乙酸甲酯和乙醇+乙酸乙酯兩體系的汽液平衡的影響,并進(jìn)行了離子液體作催化劑的酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究,對(duì)離子液體反應(yīng)萃取精餾過(guò)程進(jìn)行了模擬。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)定了離子液體甲醇+乙酸甲酯+1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺([BM

2、IM][Tf2N])以及乙醇+乙酸乙酯+[BMIM][Tf2N])的汽液平衡,結(jié)果表明1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽能破壞甲醇-乙酸甲酯和乙醇-乙酸乙酯的共沸點(diǎn)。采用COSMO-SAC模型預(yù)測(cè)了甲醇+乙酸甲酯+1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽([HSO3-bmim][HSO4])和乙醇+乙酸乙酯+[HSO3-bmim][HSO4]兩體系的液液平衡數(shù)據(jù)。采用NRTL方程對(duì)汽液平衡和液液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸,獲得NRTL方程參數(shù),回

3、歸結(jié)果和實(shí)驗(yàn)及預(yù)測(cè)結(jié)果吻合良好。
　　測(cè)定了離子液體[HSO3-bmim][HSO4]作催化劑時(shí),乙酸甲酯和乙醇酯交換反應(yīng)生成乙酸乙酯和甲醇的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù),基于酯交換反應(yīng)機(jī)理,采用理想均相模型(IH)和非理想均相模型(NIH-1和NIH-2)三種反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型關(guān)聯(lián)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并獲得模型參數(shù),結(jié)果表明NIH-1模型是最佳模型,能夠更可靠地描述該反應(yīng)的反應(yīng)速率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn),在該酯交換反應(yīng)中離子液體[HSO3-bmim]

4、HSO4的催化效果較硫酸好,并且經(jīng)過(guò)6次循環(huán)使用后離子液體的催化活性和穩(wěn)定性基本保持不變。
　　對(duì)乙酸甲酯和乙醇酯交換反應(yīng)制備乙酸乙酯和甲醇的離子液體反應(yīng)萃取精餾工藝過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算,其中分別采用1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽和1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽作為催化劑和萃取劑。研究了不同操作條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)離子液體反應(yīng)萃取精餾過(guò)程的影響,結(jié)果表明該工藝能夠獲得較純的甲醇和乙酸乙酯產(chǎn)物,并且甲醇和乙酸乙酯的純度以及乙