酯交换法合成碳酸二乙酯新工艺开发研究.ppt

组长 温建辉组员 林美虹薛爽李惠静孙杰导师 叶长燊 福建省 大学生创新创业训练计划 1 项目简介 2 申请理由 3 项目方案和研究内容 4 项目特色与创新 5 经费使用计划 6 预期成果 7 项目进度及分工 酯交换法合成碳酸二乙酯新工艺开发研究 1项目简介 碳酸二乙酯 diethylcarbonate 简称dec 是碳酸酯的重要品种 是一种重要的有机化工原料有着广泛的用途 碳酸二乙酯是许多有机合成的乙基化剂 羰基化剂 羰基乙氧基化剂 医药合成中间体 还可作为合成树脂 天然树脂 硝化纤维素 纤维素醚等物质的溶剂以及表面活性剂和电池液添加剂等 电子级纯碳酸二乙酯可作为彩电显像管清洁剂 1项目简介 目前碳酸二乙酯的生产工艺是以碳酸二甲酯和乙醇为原料 在甲醇钠催化作用下 间歇反应合成 2申请理由 传统工艺存在的问题 目标产物dec收率低 副产物emc 甲醇 乙醇等存在共沸物难提纯 甲醇钠催化剂易水解失活 重复利用率低 为溶解甲醇钠消耗大量甲醇 催化剂回收 各组分精馏分离能耗高 2申请理由 新工艺 以碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯为原料 离子交换树脂为催化剂 一步法连续反应精馏合成碳酸二乙酯 2申请理由 工艺改进 产品质量稳定 能耗低反应转化率高 连续反应精馏 重复使用无需蒸发回收 能耗低降低物料配比 物耗低 能耗低 离子交换树脂 工艺简单无中间产物 选择性高无共沸物 易于精馏分离提纯 一步法合成 前期准备 背景 实验装置 撰写申请报告ppt答辩 初步了解反应精馏装置离子交换树脂催化剂包 了解物系基本性质酯交换反应酯交换催化剂 传统工艺的缺点新工艺的优势工艺可行性 文献调研 项目申请 团队情况 本项目组成员由10级和11级化工专业本科生组成 扎实的专业基础知识 高等数学 无机化学 有机化学 物理化学 化工原理等 熟练的实践技能 无机 有机化学实验 化工实验 兴趣爱好广泛 化学知识竞赛 小组数学奥林匹克竞赛 dv大赛策划 羽毛球 篮球 爬山等 团体意识和协作精神 不怕吃苦 勇于挑战 有良好的团队组织和协调能力 3 1研究计划与技术路线 3项目方案 通过动力学研究以使用寿命 催化活性 机械强度等性能为主要指标筛选出适合的固体催化剂 并通过连续反应精馏工艺研究开发碳酸二乙酯生产新工艺替代传统工艺 具有高转化率 工艺简单 产品易分离提纯 能耗物耗低等优点 3 1研究计划与技术路线 3项目方案 3 2研究内容 3项目方案 1 催化剂的筛选以不同类型的离子交换树脂为催化剂 在间歇反应器中进行酯交换反应动力学研究 以反应速率 转化率 机械强度 重复使用活性等性能为评价指标 筛选出适宜的酯交换催化剂 2 反应动力学研究测定不同温度 催化剂用量以及不同原料配比条件下碳酸丙烯酯或乙烯酯和乙醇反应的动力学数据 3 连续反应精馏工艺研究以适宜的催化剂装填方式 建立连续催化反应精馏装置 通过工艺研究确定适宜的工艺参数 3 3拟解决主要问题 3项目方案 1 筛选出高催化活性的固体催化剂 替代甲醇钠催化剂 解决传统催化剂易失活 难回收等缺点 2 以固体催化剂为基础 应用反应精馏技术 通过工艺研究确定适宜的工艺条件 达到提高反应转化率 降低能耗 简化工艺流程的目的 4项目特色与创新 特色以离子交换树脂替代甲醇钠催化剂 避免了催化剂在设备中的堵塞问题 解决了甲醇钠催化剂易失活 难回收重复使用的难题 而且缩短了工艺流程 创新提出碳酸丙烯酯和乙醇为原料 酸性离子交换树脂为催化剂 酯交换法生产碳酸二乙酯的连续反应精馏新工艺 不仅可提高反应转化率 降低生产降耗 而且产品易于分离提纯 解决了传统工艺转化率低 能耗高等问题 5经费使用计划 1 发表学术论文1篇 2 提供酯交换法催化反应精馏合成碳酸二乙酯新工艺方案 工艺参数及相关技术 6预期成果 2012 05 2012 07查阅文献资料 确定研究与实验方案 实验准备 2012 08 2012 10撰写开题报告 建立动力学实验装置 预实验 2012 11 2013 04开展反应动力学实验研究 筛选适宜的树脂催化剂 2013 05 2013 08碳酸二乙酯合成工艺研究 确定反应精馏适宜工艺参数 2013 09 2013 12撰写研究论文 结题报告和总结报告 结题答辩 7项目进度与分工 温建辉 查阅文献资料 连续反应精馏工艺研究 撰写研究论文 薛爽 查阅文献资料 研究与实验方案制定 反应动力学实验研究 李惠静 撰写开题报告