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作者：

李有林，乔旭，崔咪芬，张进平

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摘要：

乙酸异丙酯是一种重要的化工原料,具有水果香味,有优良的耐碱,疏水性及对塑料,乙酸纤维等良好的溶解能力,广泛地应用于涂料,油墨和粘接剂等行业,也可以替代丁酮使用.乙酸异丙酯与乙酸乙酯,乙酸丁酯物理化学性质相似,在许多场合它们可以替代使用,因之有人称为"未来的溶剂". 传统的生产工艺是由乙酸与异丙醇在硫酸的催化作用下酯化生成乙酸异丙酯,而异丙醇是由丙烯与水发生水合反应生成的,而乙酸与异丙醇在发生酯化反应生成乙酸异丙酯的同时又生成了水.而且传统工艺以硫酸为催化剂导致设备腐蚀严重,与产品分离困难;另外,由于受到反应平衡的限制,原料的转化率只有71﹪左右. 如果能以乙酸与丙烯直接酯化一步合成乙酸异丙酯,则是一条最理想的原子经济反应工艺路线.20 世纪70 年代以来此工艺技术路线受到了关注,国内外的一些研究学者都对此反应的催化剂和工艺条件进行了一定的研究[2~14],所使用的催化剂为分子筛,杂多酸,杂多酸金属盐及酸性络合物金属盐,离子交换树脂等.国内华南理工大学在固定床系统中,研究了几种固体酸催化剂对乙酸与丙烯酯化反应的催化作用和温度,压力,进料空速以及原料中水的含量对催化剂活性的影响,发现在常压或高压的条件下,这几种固体酸催化剂对该反应均具有较好的催化作用.中石化长岭分公司采用乙酸与丙烯在管式反应器中催化合成乙酸异丙酯,2002 年底建成了1500 吨/年乙酸异丙酯装置.其反应特点是采用管式反应器,烯酸比为1.05,乙酸转化率为70﹪,丙烯对乙酸异丙酯选择性为93﹪.但他们采用的都是固定床管式反应器,属于气固相催化反应,原料乙酸需要汽化,生成的气相产物又需要冷凝,因此,能耗较高.另外,未反应完的丙烯气体需要循环使用. 本论文在常压或高压釜中进行气液固催化反应,液态乙酸不需要汽化,产物乙酸异丙酯不需要冷凝,乙酸一次性加入,丙烯不过量,不需要循环使用.通过对几种固体酸催化剂进行乙酸和丙烯酯化反应的催化性能的比较,筛选出适宜的催化剂.在筛选出来的催化剂基础上,研究压力,反应温度,搅拌转速,催化剂用量等因素对酯化反应的影响,同时初步考察催化剂的重复使用性.经实验得到:在高压釜中,采用自制的固体酸作催化剂,在1.5MPa,130℃,搅拌转速为800rpm 的条件下,乙酸的转化率可达到85﹪,丙烯对乙酸异丙酯选择性高达98﹪,丙烯利用率高.

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关键词：

乙酸异丙酯 丙烯 乙酸 固体酸催化剂 合成工艺 气固相催化反应

会议时间：

2005-10-27

会议地点：

北京

主办单位：

中国化工学会 北京化工大学