合成己二酸二甲酯的反应-精馏耦合技术.pdf

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1、第2期王海峰等：合成己二酸二甲酯的反应一精馏耦合技术21合成己二酸二甲酯的反应一精馏耦合技术王海峰，周彩荣(郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001)摘要：以732强酸性阳离子树脂为催化剂，己二酸和甲醇为原料采用反应精馏耦合工艺合成己二酸二甲酯。利用单因素法，以酯化率为指标，考察了醇酸物质的摩尔配比、反应时间、催化剂的用量和催化剂的置放位置对酯化反应的影响，得到了较佳的工艺条件：醇酸物质的摩尔配比为l0，反应时间为3h，催化剂的用量为35g，催化剂的置放位置为反应精馏塔的上部。在该工艺条件下，酯化率可以达到85％。关键词：反应精馏；己二酸二甲酯；合成；己二酸；甲醇；酯化；强酸性阳离

2、子交换树脂中图分类号：TQ225．242文献标识码：A文誊编号：1001—9219(2015)02．21—04己二酸二甲酯是一种重要的化工原料，主要用1实验部分作增塑剂和合成1，6一己二醇等【1]。传统合成己二酸1．1试剂及仪器二甲酯的工艺是采用浓硫酸作催化剂，因为硫酸具己二酸，AR，天津市科密欧化学试剂有限公司；有脱水和氧化作用．从而导致副反应多．还存在设甲醇，AR，天津市风船化学试剂科技有限公司；己二备腐蚀和三废污染问题。为了克服硫酸法的不足，酸二甲酯、氢氧化钠，AR，天津市风船化学试剂科技近年来以水合硫酸氢钠[21、对甲基苯磺酸[31、杂多有限公司；氯化钠，AR，焦作市化工三厂；

3、邻苯二甲酸[41、固体超强酸[51等作酯化催化剂的研究均有报酸氢钾，AR，天津市风船化学试剂科技有限公司；元道，并取得了较好的酯化效果；但仍然存在催化剂水乙醇，AR，天津市风船化学试剂科技有限公司；不能回收重复使用、制备难度大、产品不易提纯、工732．强酸性阳离子树脂，AR，天津市风船化学试剂业化难度大等缺点。强酸性阳离子交换树脂具有体科技有限公司；酚酞、盐酸，铜陵富德化工有限公积受溶剂作用小、易于实现连续化生产等优点，同司。时其所要求的反应条件温和，易于从反应体系中分反应精馏装置，郑州二七化工制冷技术研究离和重复使用，因此具有较好的工业应用前景。所；气相色谱仪，GC9800，上海科创

4、色谱仪器有限公目前，国外对己二酸二甲酯的需求不断上升．司；电子精密天平，PB203．N，梅特勒一托利多仪器有而国内的需求量虽不是很大．但有一定的上升趋限公司，精度0．001；调温电热套，ZDHW，北京中兴势悯。化学工程研究的新进展，包括过程耦合技术的伟业仪器有限公司；电子精密天平，FA1004，上海精进展，发展过程耦合技术，合理设计和调控耦合过密仪器有限公司，精度0．0001；循环水式多用真空程，可以提高过程的效率和经济性，解决过程工业泵，SHB—III，巩义市英欲华科仪器厂；电热鼓风干燥中存在的“高能耗、高物耗和高污染”的问题。反应箱，HG101．3，南京电器三厂制造；数显调节仪，精

5、馏耦合工艺可以大大推动过程的强化，分离与反XMTD，浙江余姚工亚仪表二厂。应过程的耦合可以形成新的过程，这种新过程特别1．2实验原理适用于强化各种可逆反应过程及存在产物抑制作己二酸和甲醇在一定温度和催化剂强酸性阳用的反应过程等。因此，本文选用732强酸性阳离离子交换树脂作用下发生酯化反应，生成己二酸二子交换树脂为催化剂．用反应精馏耦合工艺来制备甲酯和水，如式(1)所示。己二酸二甲酯。HOOC(CH)．COOH+2CHOH—幽’。HjCOOC(CH)4COOCH3+2H2O(一11收稿日期：2014．09—20；作者简介：王海峰(1957一)，男，高级工反应精馏是将反应过程和精馏过程结合

6、在一程师，主要从事节能和基础工程数据的研究，电话0371—起，且在同一设备中进行的过程。反应精馏特别适67739525，电邮zhoucairong@zzu．edu．cn。22天然气4k~_r-(C化学与化工)2015年第40卷用于可逆平衡反应．反应精馏可以使生成物中高沸y=f1一反应后酸值，反应前酸值)x100％。(2)点或者低沸点物质从系统中连续的排出。打破热力2结果与讨论学平衡限制，提高酯化率[71。2．1催化反应一精馏耦合工艺1．3实验装置和方法通常，酯化反应脱水过程采用苯作带水剂，但实验装置图如图1所示。体系中残留的苯难以去除．产品不能很好地满足医药和香料等方面的应用要求。同时

7、，带水剂的加入，稀释了反应物浓度使反应速率减小，导致反应器产能的降低和后续处理过程中能耗的增加。酯化反应的脱水过程还可以采用反应．吸附耦合工艺I9-Ol。该工艺在反应釜外设置装有吸附剂的吸附装置或直接将吸附剂加入到反应体系中，常用的吸附剂有：氧化钙、无水硫酸镁、分子筛等。该工艺简单，但吸附剂容易失活，需要定期活化。在实际应用中受到限制。对于可逆反应，当某一产物的挥发度大于反应物时，如果产物从液相中蒸出，则可破坏原有的平衡．使反应继续向生成物的方