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正丁烯是化工行业利用率较低的一种石油化工副产品,80年代以前,由于混合C<,4>组分中异丁烯未找到合理的应用途径,从C<,4>组分中分离正丁烯需要开发专门的分离单元,致使成本较高而显得不重要。随着甲基叔丁基醚(MTBE)装置的建设使用,消耗异丁烯后C<,4>组分中的正丁烯浓度较高,如果能够开发附加值很高的精细化工产品,将较作为燃料销售产生更大的效益。其中,以正丁烯为原料生产醋酸仲丁酯有可能成为正丁烯的利用途径之一。
本文以正丁烯和冰醋酸为原料,以阳离子交换树脂为催化剂进行了醋酸仲丁酯合成的研究,分别考查了反应温度,反应压力,原料配比,反应时间,催化剂用量等对醋酸仲丁酯合成的影响,结果表明,最佳反应条件为:120℃,压力5.5MPa,左右,烯酸摩尔比2:1,催化剂质量占原料总质量20%,反应11h。在最佳工艺条件下,醋酸转化率可达 92%,醋酸仲丁酯的选择性为 89%。动力学实验研究表明,醋酸仲丁酯合成反应为二级反应,动力学方程为:lnk = -6017/T+19.6。
考虑在实际生产及原料运输过程中,容器中的金属离子会对离子交换树脂催化剂的性能产生影响,本文对离子交换树脂催化剂进行改性研究。分别以氯化锌、氯化铝、氯化锡为改性剂。考查了不同工艺条件对改性催化剂催化性能的影响,结果表明,以氯化锡为改性剂时,改性催化剂性能最好,最佳的改性工艺条件为:改性温度70℃,改性时间11h,改性剂浓度1g/100mL,在上述工艺条件下,醋酸转化率为71%。改性重复实验表明,催化剂在连续使用10次后,醋酸转化率为90%,说明改性催化剂稳定性较好。