探索渗透蒸发膜用于酯化反应的研究——乙酸正丁醇的酯化反应

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2、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅、借阅和复印；学校可以将学位论文的全部或部分内容公开或编入有关数据库进行检索，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。学位论文作者签名：导师签名：铡磷～茅娥日期：20／0年Ii月2．o日日期：20la年，1月2．0Et渗透蒸发膜用于酯化反应的研究一乙酸／正丁醇的酯化反应摘要本实验把渗透蒸发膜用于酯化反应当中，用NaA分子筛膜和聚乙烯醇(PVA)膜作为脱水膜，研究了它的渗透蒸发和分离选择特性，以优化

3、酯化反应的操作条件，最大限度的提高酯化产率。首先用电镜分析了无机膜一NaA分子筛膜和有机膜一聚乙烯醇(PVA)膜的结构特征，并用于乙醇／水二元溶液中考察其分离性能，对原料浓度，压力和温度等工艺参数对于渗透通量、分离因子和渗透蒸发分离指数(PSI)等分离性能的影响进行了分析。然后以乙酸正丁酯的合成为目标反应，系统的考察了渗透蒸发膜用于酯化反应过程中的各种工艺参数，如原料液中酸，醇的摩尔比率，膜面积与反应混合物的体积比率，膜渗透通量的大小，反应分离温度等，对酯化反应的影响。NaA分子筛膜用于酯化反应的实验结果表明：在反

4、应条件为温度105。C，反应物投料醇酸比为1．5，催化剂用量为原料液总质量5wt％，膜面积与反应液体积比为32．76时，酯化产率达到最高值，与未使用膜反应器的酯化反应相比，酯化产率提高了27．68％，与使用分水器的酯化反应相比，酯化产率也提高了7．64％。PVA膜对水的优先渗透超过有机物，膜对四种组分的选择性渗透顺序为：水>乙酸>正丁醇>乙酸丁酯，而且这种膜对水具有特殊的选择性。PVA膜用于酯化反应的结果表明，在温度为80—90℃，反应投料醇酸比为1．5，催化剂用量为原料液总质量的5wt％，膜面积与反应液体积比为2

5、8．4时，酯化产率达到最高值，与未使用膜反应器的酯化反应相比，酯化产率提高了28．72％，与使用分水器的酯化反应相比，酯化产率也提高了8．98％。根据物料平衡、酯化反应动力学和四元体系渗透蒸发关联式，建立了渗透蒸发与乙酸丁酯的酯化反应集成过程的数学模型，回归了模型参数，并通过求解模型，可从理论上研究预测四个参数对集成过程的影响。软件求解集成过程动力学微分方程组，并用实验值对计算结果进行对比验证，着重考察各工艺参数对集成过程的影响，从而为工业生产提供参考。关键词：渗透蒸发；NaA分子筛膜；PVA膜；酯化反应；乙酸正丁

6、酯STUDYONTHEESTERIFICATIONREACTl0NⅥTHPER、—：船0RATIONMEMBRANE—ESTERIFICATIONOFACETICACIDWITHN．BUl：ANOLABSTRACTllisarticlestudiedontheesterificationofaceticacidwithn-butanolcouplingwitllpervaporationmembrane．PVAandNaAwasusedasthedehydrationmembranesstudiedofit'sse

7、lectivityandpermeability．Firstly,analyzedthestructuralfeatureoftheinorganicmembrane-zeoliteNaAmembraneandtheorganicmembrane—polyvinylalcohol(PVA)membranebytheelectronmicroscope，theninspectingtheirseparationperformanceintheethylalcohol／waterdualsystem，theeffect

8、ofthepolymerizationdegree，f．eedconcentration，downstreamsidepressureandtemperatureontheseparationpropertiessuchaspermeationflux，separationfactorandpervaporationseparationindex(PSI)w