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乙酸乙酯（EtAc）、乙酸正丁酯（BuAc）等酯类是重要的化工原料,因具有优异的溶解性而被广泛应用于化工生产中。制备EtAc、BuAc的传统方式为酯化法,以浓硫酸（H2SO4）为催化剂。虽然H2SO4的催化效率高,但会造成严重的废液污染及设备腐蚀。因此,研究开发一种高效、环保的新型催化剂代替H2SO4用于催化酯化反应一直是化工领域的研究热点。离子液体（ILs）是一种活性高、稳定性好的新型液体材料,具备取代H2SO4的潜力。本课题在前期对ILs的考察研究基础上,选取了一种双酸活性基团离子液体—1-磺丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[HSO3-BMIM][HSO4]）作为催化乙酸酯化反应制备EtAc、Bu Ac的催化剂。研究了[HSO3-BMIM][HSO4]催化酯化反应的宏观反应动力学;对比了[HSO3-BMIM][HSO4]与其它催化剂的性能;利用Aspen Plus设计模拟了[HSO3-BMIM][HSO4]催化酯化反应合成EtAc、BuAc的反应精馏（RD）工艺;通过精馏塔进行[HSO3-BMIM][HSO4]催化乙酸酯化反应的RD实验;为减少ILs对设备的腐蚀,对ILs进行了改性,使用溶胶─凝胶（Sol-Gel）法将[HSO3-BMIM][HSO4]固载于硅胶（SiO2）上制备ILs固体酸,考察了ILs固体酸催化乙酸酯化反应的性能。主要成果如下:（1）研究[HSO3-BMIM][HSO4]催化乙酸（HAc）与乙醇（EtOH）酯化反应合成EtAc的过程。考察反应温度、催化剂浓度、反应物配比等对乙酸转化率(XHAc)的影响,基于Br（?）nsted酸催化酯化反应的机理,研究加入ILs对酯化反应中自催化效应的增强和其与反应物的交联作用,通过添加自催化项修正传统均相反应动力学模型,得到理想均相修正模型IH（M）和非理想均相修正模型NIH（M）,计算模拟值与实验值间的平均绝对方差（MASE）,发现NIH（M）能准确预测反应速率（ra）和XHAc,NIH（M）模型参数为:（?） 对比了[HSO3-BMIM][HSO4]与H2SO4、离子交换树脂Amberlyst-15对HAc和EtOH酯化反应的催化效率,发现[HSO3-BMIM][HSO4]的催化速率高于Amberlyst-15,且腐蚀性小于H2SO4,重复性测试表明该IL可稳定使用6次不失活。（2）以[HSO3-BMIM][HSO4]催化乙酸与正丁醇（n-BuOH）酯化反应合成Bu Ac。研究了该过程的宏观反应动力学,应用均相模型预测反应速率（rb）,结果表明NIH（M）模型也适用于ILs催化HAc与n-Bu OH酯化反应的过程,得到NIH（M）模型方程:（?） 对比了[HSO3-BMIM][HSO4]与其它Br（?）nsted酸性ILs及Amberlyst-15在HAc与n-BuOH酯化反应中的催化效率。发现H+浓度相同时,阴离子含-HSO4基团,阳离子含磺酸基团的ILs催化效果更好,[HSO3-BMIM][HSO4]表现出最快的rb及最高的XHAc,重复使用6次rb及XHAc没有明显下降。（3）利用Aspen Plus软件设计和模拟了[HSO3-BMIM][HSO4]催化酯化反应的RD工艺。（1）使用板式塔模拟合成EtAc的RD过程,经过对塔板数、进料位置及流量、持液量、回流比的优化,最佳条件下塔顶馏出物中EtAc含量为93.59%（97.76 wt%）,杂质含量小于4%。（2）使用填料塔模拟合成Bu Ac的RD过程,对塔板数、塔径、进料位置及流量、持液量、回流比、全塔压降等条件进行优化,并对比了传统CRD工艺与过程强化IRD工艺。优化后,CRD工艺馏出物中Bu Ac的含量为70.93%（91.05 wt%）,在IRD工艺中提高到77.95%（95.02 wt%）且HAc和n-BuOH的摩尔分数均小于1.5%,XHAc从90.94%提升至99.72%。IRD工艺可降低26%左右的年总成本（TAC）。在相同的IRD工艺操作条件下,[HSO3-BMIM][HSO4]比树脂A更高效。（4）通过实验室级精馏塔研究[HSO3-BMIM][HSO4]催化酯化反应合成EtAc的RD过程。研究了连续反应精馏工艺与釜液循环反应精馏工艺,考察体积回流比、塔釜持液量、催化剂用量、进料酸醇比等操作条件对塔顶EtAc纯度的影响。连续反应精馏中,塔顶EtAc含量为87.23 wt%;釜液循环反应精馏中,塔顶EtAc含量为83.15 wt%,Aspen模拟结果与实验值相差1.59 wt%。（5）制备了固载ILs（SILs）用于催化乙酸酯化反应合成EtAc。通过红外光谱、热失重、N2吸附-脱附、扫描电镜等对SILs进行表征分析,发现Sol-Gel法比浸渍法能更有效地固载ILs于SiO2上,在催化酯化合成EtAc时表现出良好的催化效果。反应条件为酸醇比R~0A:E=1,反应温度T在323.15K─338.15 K范围内,催化剂与乙酸质量比xcat:HAc在5%─15%范围内时,Sol-Gel法制备的[HSO3-BMIM][HSO4]/SiO2初始反应速率快,反应30 min时XHAc超过50%,达到平衡转化率（68%）的七成。重复性考察发现,[HSO3-BMIM][HSO4]/SiO2在前三次使用时的XHAc（t=4 h）超过60%,经六次使用后有下降。使用Sol-Gel法制备的SILs的催化活性和稳定性优于浸渍法,结果表明Sol-Gel法更适合用于制备SILs。