催化剂对乙酸乙酯合成的影响.doc

课程论文 催化剂对乙酸乙酯合成的影响 英语题目 作者姓名： 年级专业： 学 号： 指导老师： 完成日期： 成 绩： 信阳师范学院 Xinyang Normal University 催化剂对乙酸乙酯合成的影响 学生姓名： 学号： 化学化工学院 09级应化专业 课程名称 化工实用技术 摘要：评述了乙酸和乙烯直接合成乙酸乙酯催化剂及工艺的研究新进展。重点分析了催化剂对合成乙酸乙酯的影响。 关键词：催化剂；乙酸乙酯；合成；影响 英语课题名 Abstract： Keywords： 引言 乙酸乙酯在工业生产中有着广泛地应用，既可用做涂料、油漆、人造香精等的溶剂，也可用做人造珍珠的粘合剂及药物和有机酸的萃取剂[1～2]。乙酸乙酯传统的生产工艺主要有两种[3]：一是乙酸和乙醇的酯化法。该法采用硫酸作催化剂，催化效率高，但对设备损害大、污染严重，废酸不易处理，产品分离不太容易。另一方法是乙醛缩合法。由两分子乙醛在乙醇铝催化作用下合成乙酸乙酯，该工艺条件简单，常温常压下即可进行，但铝基催化剂无法回收，且产品分离后，废液中残留的乙醇铝水解生成的氢氧化铝，直接排放污染环境。国外大多采用该工艺。关于乙酸/乙烯酯化直接合成乙酸乙酯的研究主要体现在催化剂方面，因此本文对近年来乙酸/乙烯酯化合成乙酸乙酯催化剂进行详细的评述。 ? 乙酸/乙烯直接合成乙酸乙酯催化剂的研究进展 ? ??有关乙酸/乙烯合成乙酸乙酯催化剂的报道较多[4～6]，按类型主要分为：液体无机酸及有机磺酸类催化剂、分子筛及硅铝氧化物类催化剂、离子交换树脂类催化剂及杂多酸类催化剂。 1 液体酸催化剂 迄今为止，硫酸是最早用于乙酸/乙烯合成乙酸乙酯的催化剂[7]。20世纪60年代，就有文献报道用硫酸做催化剂催化饱和脂肪酸与乙烯在高压下反应合成羧酸酯的方法。并指出当硫酸浓度为0.46mol/L时，在150℃、7.7MPa下，乙酸和乙烯反应3h，乙酸乙酯的产率可达86.9％。为解决液体硫酸催化剂的分离问题，进一步的研究将硫酸固载于SiO2载体上，但在反应过程中，催化剂活性组分流失严重，催化剂失活较快。相关的研究[9]还表明，SiO2载体比表面积的大小对催化剂的活性有影响。就SiO2载体而言，认为比表面积为100～150m2/g最为合适。与此同时，Dockner等[13]研究了磷酸对乙酸/乙烯合成乙酸乙酯的催化活性，并取得明显效果。在研究磷酸固载化合成乙酸乙酯时发现，添加有机磷酸(如(EtO)3PO、(MeO)3PO)有利于催化剂活性的提高。在250℃反应温度下，乙酸的单程转化率可达90％。 ? 2 分子筛及硅铝氧化物催化剂 ? ??分子筛催化剂用于乙酸和乙烯合成乙酸乙酯反应的活性均很低，目前的研究结果较多认为与分子筛催化剂的酸强度和高温活性特点有关。刘淑芝等[2]考察了反应温度对乙酸/乙烯合成乙酸乙酯的影响，结果表明低温有利于反应的进行。当反应温度超过140℃时，ΔrGom为正值，化学平衡常数Kp也仅为1.0左右。而经酸改性后的分子筛催化剂对乙酸/乙醇酯化法则有一定的效果。王爱军等[11]TiO2/SO42-负载在HZSM-5上，并用该催化剂在液相中合成乙酸乙酯，结果表明在温度100～110℃、醇/酸＝1:2.5条件下反应3h，乙酸乙酯的收率可达84.1％，但催化剂的活性组分流失较严重。近来的研究[16～17]发现，经稀土元素Sm和La改性后的催化剂TiO2/SO42-/Sm3+ 及TiO2/SO42-/La3+对乙酸乙酯的合成表现出更高的催化活性。Wu等[13]以ZSM-5作催化剂，当反应温度控制在乙酸和乙酸乙酯的沸点（90～127℃）之间时，乙醇与乙酸可以发生气液两相反应，在其它条件不变的情况下，乙醇的单程转化率可由液相的67％提高到气相的85％，克服了液-液反应转化率低和气-气反应需大体积反应器的缺点。进一步的研究还表明，用酒石酸改性后的HZSM-5催化剂，其酸中心表面积和孔体积均增大，且酸量也有所增加。在反应温度110℃、LHSV＝1.0h-1、乙醇/乙酸（mol）＝1.5:1的反应条件下合成乙酸乙酯，乙酸的单程转化率高达95.8%，选