醋酸脫水是聚乙烯醇生產(chǎn)中的一個(gè)重要工藝過(guò)程,目前主要采用非均相共沸精餾,并以醋酸異丙酯為共沸劑。醋酸異丙酯在酸性條件下會(huì)發(fā)生緩慢水解生成異丙醇,影響系統(tǒng)穩(wěn)定操作。然而,這個(gè)因素在以往的過(guò)程設(shè)計(jì)、分析中并未被充分考慮。對(duì)醋酸脫水工藝中異丙醇的生成、分布進(jìn)行研究,對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量及節(jié)能降耗,具有一定的指導(dǎo)意義。本文在500mL反應(yīng)釜中,分別實(shí)驗(yàn)探究水相和酯相兩種條件下溫度對(duì)醋酸異丙酯自水解反應(yīng)的影響。通過(guò)熱力學(xué)分析計(jì)算,得到該反應(yīng)焓變?為10.02kJ/mol,熵變?為15.18 J/（mol·K）。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析回歸處理,分別得到了在上述不同條件下適用的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。水相條件下的動(dòng)力學(xué)方程為:（?）酯相條件下的動(dòng)力學(xué)方程為:（?）本文采用Aspen Plus模擬軟件中的反應(yīng)精餾模塊,對(duì)醋酸異丙酯水解反應(yīng)的醋酸脫水工藝過(guò)程進(jìn)行模擬,并與共沸劑發(fā)生水解的工藝流程進(jìn)行比較。結(jié)果表明,若工藝中未設(shè)置排雜物流,使異丙醇在系統(tǒng)中不斷積累,會(huì)造成共沸精餾塔中的溫度分布發(fā)生變化,使塔頂蒸汽中的醋酸含量增加、再沸器熱負(fù)荷增加、對(duì)分離過(guò)程造成不利影響。然后,本文利用Aspen Dyn... 

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非均相共沸精餾工藝流程圖

圖 2-1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.2-1 Schematic diagram of experimental equipment釜；2：電加熱套；3：攪拌槳；4：防爆片；5：溫度計(jì)；6：V1、V4：放空閥；V2：進(jìn)氣閥；V3，V5：取樣閥示意圖如圖 2-1 所示。：錐形瓶配制一定配比的反應(yīng)液，沿釜壁緩慢倒入反應(yīng)將釜蓋的主螺母逐步擰緊對(duì)其密封，套上加熱套。（開(kāi) N2鋼瓶和閥 V2，使釜中壓力達(dá)到 1.5MPa；打開(kāi)冷置），然后啟動(dòng)攪拌（攪拌速率 350 rpm）；設(shè)置反I 級(jí)半功率檔位加熱，防止反應(yīng)釜超溫）。熱到設(shè)定溫度后穩(wěn)定 30min，開(kāi)始取樣分析；（注意事間隔一定時(shí)間取樣一次：依此打開(kāi)閥 V4、V5、V3，并

產(chǎn)物之一的醋酸所催化。這類反應(yīng)屬于均相酸催化反應(yīng)，一般，醋酸屬于Ｂ酸，能釋放出質(zhì)子 ，對(duì)于Ｂ酸催化的反應(yīng)，反應(yīng)物作用，生成質(zhì)子化物，然后質(zhì)子從質(zhì)子化物中轉(zhuǎn)移，。醋酸異丙酯分子中的羰基（ ）屬于極性基團(tuán)，O 原子的部分負(fù)電荷，C 原子帶部分正電荷， 易結(jié)合在 O 原子上，，π 電子云則向 O 原子移動(dòng)，使羰基的正電性加強(qiáng)，更容易發(fā)生醋酸異丙酯在醋酸催化下的水解反應(yīng)歷程可以描述如下：醋生成質(zhì)子 ， 可與醋酸異丙酯生成不穩(wěn)定的質(zhì)子化化合物子云偏移，水進(jìn)攻質(zhì)子化化合物的羰基的 C 原子，并與其發(fā)生電子轉(zhuǎn)移和消除醇，最后 又重新游離出來(lái)繼續(xù)參與催化反合物與水的親核加成反應(yīng)為速率控制步驟，其余各步均處于平可表示為圖 2-6：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]乙酸異丙酯的不同生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J]. 杜建鋼,張雷,鄧益平.  現(xiàn)代化工. 2017(09)
[2]我國(guó)聚乙烯醇的市場(chǎng)分析[J]. 朱燕.  精細(xì)與專用化學(xué)品. 2017(07)
[3]聚乙烯醇（PVA）市場(chǎng)分析與展望[J]. 王天華,楊菲,于鳳琴,易莎莎,紀(jì)三郝.  山東化工. 2016(02)
[4]醋酸-水萃取精餾萃取劑的選擇及過(guò)程模擬和優(yōu)化[J]. 劉緒江,張雷.  現(xiàn)代化工. 2015(08)
[5]稀醋酸萃取技術(shù)在PTA生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 蔣坤軍.  石油石化節(jié)能與減排. 2014(06)
[6]聚乙烯醇副產(chǎn)物的利用及精醋酸甲酯的生產(chǎn)[J]. 徐凌云.  安徽化工. 2014(05)
[7]萃取精餾分離醋酸-水體系的模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 樊冬娌,曹宇鋒.  化學(xué)世界. 2014(06)
[8]醋酸-水萃取精餾過(guò)程的模擬[J]. 余美瓊,楊金杯,陳秀宇,陳文韜.  福建師大福清分校學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]醋酸脫水萃取精餾過(guò)程的控制研究[J]. 位倩倩,馬鳳云,鐘梅,劉景梅,閔犁園.  計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2013(05)
[10]發(fā)泡聚乙烯醇產(chǎn)業(yè)化及其應(yīng)用分析[J]. 朱宏,鄧凌云,王冬梅.  包裝學(xué)報(bào). 2013(01)

博士論文
[1]乙酸仲丁酯萃取—共沸精餾回收廢水中乙酸過(guò)程基礎(chǔ)研究[D]. 李玲.福州大學(xué) 2014

碩士論文
[1]合成草酸二甲酯及草酸二乙酯的自催化酯化反應(yīng)研究[D]. 石蕾.天津大學(xué) 2014
[2]乙醇酸甲酯均相催化水解過(guò)程研究[D]. 陳曲.天津大學(xué) 2014
[3]草酸二甲酯水解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 竇文靜.天津大學(xué) 2013
[4]醋酸精餾軟測(cè)量與先進(jìn)控制研究[D]. 李靜.華東理工大學(xué) 2013
[5]醋酸脫水共沸精餾過(guò)程模擬與優(yōu)化[D]. 許周凱.華東理工大學(xué) 2012
[6]醋酸與異丙醇酯化反應(yīng)用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑的失活機(jī)理研究[D]. 熊婷.華東理工大學(xué) 2012
[7]采用萃取與共沸精餾進(jìn)行稀醋酸回收工藝研究[D]. 林琳.華東理工大學(xué) 2012
[8]醋酸脫水共沸精餾過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬與先進(jìn)控制研究[D]. 葉柳青.華東理工大學(xué) 2011
[9]甲酸甲酯水解制甲酸及其動(dòng)力學(xué)的研究[D]. 何健.華南理工大學(xué) 1989



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