本文關(guān)鍵詞：酯交換法制備仲丁醇的催化精餾實(shí)驗(yàn)研究及過程模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：仲丁醇在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,常被用作溶劑,易溶于水和苯,與乙醇、乙醚可任意互溶,在工業(yè)上也可以作為甲醇的共溶劑,來作為提高汽油辛烷值的組分,它還是增塑劑、選礦劑及除草劑等的生產(chǎn)原料。90%以上的工業(yè)仲丁醇都被用作合成工業(yè)重要化工品甲乙酮。目前制備仲丁醇的傳統(tǒng)方法有間接合成法和直接合成法,但是都存在著能耗高、單程轉(zhuǎn)化率低等缺點(diǎn),因而亟需探究新的制備仲丁醇的工藝方法。目前工業(yè)醋酸仲丁酯是由煉油裝置副產(chǎn)的C4資源中的正丁烯組分制備的,廉價(jià)易得。本文利用甲醇和醋酸仲丁酯通過酯交換反應(yīng)精餾的方法制備仲丁醇,同時(shí)副產(chǎn)高價(jià)值的醋酸甲酯。在間歇攪拌釜式反應(yīng)器中進(jìn)行酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究,并利用數(shù)據(jù)處理軟件擬合此反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。在動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上,利用化工模擬軟件對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行模擬計(jì)算,分別考查回流比、甲醇和醋酸仲丁酯的進(jìn)料摩爾比及進(jìn)料位置對(duì)反應(yīng)精餾分離效果的影響,并對(duì)其過程進(jìn)行了模擬優(yōu)化。以甲醇和醋酸仲丁酯為原料,在自制的催化精餾塔內(nèi)進(jìn)行酯交換反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),回流比為1.5,進(jìn)料醇酯摩爾比為1.5:1,重組分醋酸仲丁酯在第6塊理論板進(jìn)料,輕組分甲醇在第18塊理論板進(jìn)料時(shí),對(duì)分離最有利。此時(shí)塔頂醋酸甲酯的純度和塔釜仲丁醇的純度分別達(dá)到99.0%和85.9%,醋酸仲丁酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.9%。實(shí)驗(yàn)值和模擬值吻合很好,誤差在8%以內(nèi)。本文工藝過程具有轉(zhuǎn)化率高、能耗低、選擇性好、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：催化精餾 仲丁醇 酯交換 動(dòng)力學(xué) 過程模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ223.124;TQ028.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 仲丁醇的介紹10
• 1.2 仲丁醇的傳統(tǒng)制備方法10-13
• 1.2.1 間接水合法10-11
• 1.2.2 直接水合法11-13
• 1.2.2.1 以樹脂催化劑的直接水合法11-12
• 1.2.2.2 以雜多酸為催化劑的直接水合法12-13
• 1.3 仲丁醇改進(jìn)的制備方法研究13-14
• 1.4 酯交換反應(yīng)催化劑14-15
• 1.5 反應(yīng)精餾技術(shù)15-22
• 1.5.1 反應(yīng)精餾技術(shù)的發(fā)展概況15-16
• 1.5.2 反應(yīng)精餾技術(shù)的工藝特點(diǎn)16-17
• 1.5.3 反應(yīng)精餾技術(shù)的應(yīng)用范圍17
• 1.5.4 反應(yīng)精餾的基礎(chǔ)研究17-18
• 1.5.4.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)17-18
• 1.5.4.2 化學(xué)相平衡18
• 1.5.4.3 傳質(zhì)18
• 1.5.5 反應(yīng)精餾過程模擬18-20
• 1.5.5.1 平衡級(jí)模型19
• 1.5.5.2 非平衡級(jí)模型19-20
• 1.5.5.3 非平衡池模型20
• 1.5.6 催化劑的裝填方式20-22
• 1.6 本文的研究目的、研究?jī)?nèi)容22-24
• 1.6.1 本文研究工作的目的、意義22-23
• 1.6.2 本論文的主要研究工作23-24
• 第二章 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究24-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分24-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料24
• 2.1.2 催化劑的性能24-25
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)步驟25-26
• 2.1.4 分析方法26-27
• 2.1.5 定量計(jì)算方法27-28
• 2.2 結(jié)果討論28-35
• 2.2.1 活度系數(shù)的計(jì)算28-29
• 2.2.2 擴(kuò)散影響的消除29-30
• 2.2.3 反應(yīng)溫度的影響30-31
• 2.2.4 催化劑量的影響31-33
• 2.2.5 進(jìn)料醇酯摩爾比的影響33
• 2.2.6 動(dòng)力學(xué)方程33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第三章 催化精餾過程的模擬與優(yōu)化36-46
• 3.1 化工模擬軟件ASPEN PLUS的簡(jiǎn)介與優(yōu)點(diǎn)36
• 3.2 熱力學(xué)模型的選擇36-37
• 3.3 催化反應(yīng)精餾塔數(shù)學(xué)模型的建立37-39
• 3.4 催化精餾模擬流程39-40
• 3.5 操作參數(shù)的模擬與優(yōu)化40-44
• 3.5.1 回流比的影響40-41
• 3.5.2 進(jìn)料位置的影響41-42
• 3.5.3 進(jìn)料摩爾比的影響42-43
• 3.5.4 模擬工藝優(yōu)化條件43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-46
• 第四章 催化精餾實(shí)驗(yàn)46-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原料與物性數(shù)據(jù)46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)裝置46-48
• 4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器46-47
• 4.2.2 催化精餾塔設(shè)備47-48
• 4.2.3 反應(yīng)段催化劑的裝填形式48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)步驟48-49
• 4.3.1 理論板數(shù)的測(cè)定48
• 4.3.2 催化反應(yīng)精餾操作步驟48-49
• 4.4 結(jié)果與討論49-53
• 4.4.1 回流比對(duì)精餾的影響49-50
• 4.4.2 進(jìn)料摩爾比對(duì)精餾的影響50-51
• 4.4.3 進(jìn)料位置對(duì)精餾的影響51-52
• 4.4.4 實(shí)驗(yàn)值與模擬值的對(duì)比52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果60-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：酯交換法制備仲丁醇的催化精餾實(shí)驗(yàn)研究及過程模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：416162