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目录 绪论实验部分醋酸仲丁酯的相关检测结果与讨论结论 1 1 1 醋酸仲丁酯的简介 中文名称 醋酸仲丁酯中文别名 乙酸仲丁酯 醋酸另丁酯常温下为无色 易燃的透明液体 具有果实香味乙酸丁酯的四个同分异构体之一结构式为 1绪论 2 1 2 醋酸仲丁酯的物性参数 1 性状 无色液体 有水果香味 2 熔点 98 93 沸点 112 34 相对密度 水 1 0 86 4 5 相对蒸气密度 空气 1 4 006 饱和蒸气压 kPa 1 33 20 7 燃烧热 kJ mol 3556 38 临界温度 2889 临界压力 MPa 3 2410 辛醇 水分配系数 1 7211 闪点 31 OC 16 7 CC 12 引燃温度 42113 爆炸上限 9 814 爆炸下限 1 715 溶解性 不溶于水 可混溶于乙醇 乙醚等多数有机溶剂 3 1 3 醋酸仲丁酯的应用 1 萃取剂 2 稀释剂 3 清洗剂 4 溶剂 5 医药 6 香料 7 反应介质 4 1 4 醋酸仲丁酯的发展 醋酸仲丁酯是一种环保性溶剂 早在上世纪五 六十年代 我国在涂料生产中曾使用过醋酸仲丁酯 后来因价格昂贵引起货源不足 改为醋酸正丁酯及其它混合物代替 70年代以前 醋酸仲丁酯在国内外几乎均采用醇酸酯化法生产 70年代以后 形势有所转变 羰基合成工艺得到了不断改进 加之铑催化剂的使用 正构醇制备变得相对容易 使正丙酯又重新取代了醋酸仲丁酯 得到大规模工业生产 到2000年 我国仍无工业用醋酸仲丁酯生产 经过多年的研究 我国目前已成功开发出了用于醋酸仲丁酯生产的新型工艺 即采用正丁烯加成法制备醋酸仲丁酯 该工艺方法使得流程缩短 成本降低 具有较强的市场竞争优势 并且国内已拥有一些生产醋酸仲丁酯的大型企业 如湖南中创等 其产品也已投放至全国各地 5 2实验部分 2 1实验目的 6 制备方法 醇酯化法醋酸与仲丁醇在酸性催化剂作用下脱水酯化即可合成醋酸仲丁酯 正丁烯加成法烯烃法合成醋酸仲丁酯是在酸性催化剂作用下用无水冰醋酸和正丁烯加成反应而直接合成 2 2 醋酸仲丁酯的制备方法及比较 7 两种制备方法的比较 通过以上比较 结合实验室情况 我们选取第一种方法进行实验 8 2 3实验原理 2 3 1反应方程式 9 2 4工艺过程方块流程图 醋酸仲丁醇浓硫酸 酯化 分馏 洗涤 中和 洗涤 干燥 过滤 分馏 产品 废渣 废水 废水 废水 CaCl2溶液 MgSO4 5 NaCl Na2CO3溶液 水 分出 仲丁醇回流 10 2 5 实验原料及设备 11 实验装置图 12 3 醋酸仲丁酯的检测 傅里叶红外光谱皂化 反滴定法毛细管柱气相色谱法 3 1 醋酸仲丁酯的检测方法 由于实验仪器 时间等方面的限制 采用皂化 反滴定法进行产品纯度测定 13 3 2 傅里叶红外光谱原理 对醋酸仲丁酯纯品和以浓硫酸 对甲苯磺酸 氯化铁 固体超强酸为催化剂的产品进行红外色谱检测 如下图所示 14 醋酸仲丁酯样品的红外谱图 15 以固体酸为催化剂的产品红外谱图 以浓硫酸为催化剂的产品红外谱图 16 以氯化铁为催化剂的产品红外谱图 以对甲苯磺酸为催化剂的产品红外谱图 17 3 3皂化 反滴定法 A0 2mol LHCL溶液的配制量取9ml浓盐酸 注入500ml水中 摇匀 B0 2mol LHCL溶液浓度的标定在电子天平上准确称取三份灼烧至恒重的工作基准试剂无水Na2CO30 10 0 15克于250ml锥形瓶中 加50mL水溶解后 加2 3滴甲基橙指示剂 然后用待标定的0 2mol LHCL滴定至溶液由黄色变为橙色即为终点 记下消耗HCL溶液的体积 平行滴定3次 同时做空白实验 3 3 10 2mol L盐酸标准溶液的配置与标定 18 3 3 20 2mol LKOH的乙醇溶液的配置 a 称取8克氢氧化钾 置于聚乙烯容器中 加少量水 约5毫升 溶解 用乙醇 95 稀释至500毫升 密闭放置24小时 用塑料管虹吸上层清液至另一聚乙烯容器中 临用前标定其浓度 b 氢氧化钾 乙醇标准滴定溶液的浓度c KOH 数值以摩尔每升 mol L 表示 按下式计算 19 3 3 3检测产品纯度 量取0 20ml产品置于磨口锥形瓶中量取10 00ml配置好的氢氧化钾 乙醇于磨口锥形瓶加热维持微沸状态回流1h放冷后 用水冲洗冷凝管加入1 2滴酚酞 用0 2mol LHCL溶液滴定至红色刚好消失为止 同时做一组空白试验 20 4结果与讨论 4 1对于反应温度的解释 温度是影响合成反应的关键因素之一 但是考虑到电加热套不容易控制温度 同时又要保证水的尽快分出 又由于混合原料沸点跟原料组成有关即沸点范围在99 5 112 3 之间 所以我们控制混合原料处于沸腾状态 因此温度不再作为实验因素进行考虑 21 以原料酸醇比1 3 催化剂用量为醋酸的3 进行实验 得到产品进行分析 经过图谱分析 皂化反应纯度分析得到结果如下表所示 根据图表显示结论 同时由于工业中多采用浓硫酸作为催化剂 因此选用浓硫酸进行下列实验 4 2 催化剂筛选 22 图1反应时间对转化率的影响从图中可以看出 转化率随时间的增加而增高 但是时间达到一定程度之后 转化率变缓 所以反应时间选择为100min 4 3反应时间对醋酸转化率的影响 23 图2醇比对转化率的影响从图中可以看出 转化率随着仲丁醇加入量得增加而增高 但是仲丁醇的量增加到一定程度后转换率就趋于平缓 同时用过多的仲丁醇会提高成本 所以酸醇摩尔比选为1 3 4 4酸醇摩尔比对醋酸转化率的影响 24 图3催化剂的量对转化率的影响从图中可以看出 转化率随催化剂用量的增加而增高 但是催化剂用量到达一定程度之后 转化率增长趋于平缓 所以催化剂用量选为0 9ml 即催化剂与醋酸的摩尔比例选为0 03 1 4 5催化剂用量对醋酸转化率的影响 25 4 6正交实验方案 为确定其合成最优条件 设计一组L16 34 正交实验 考查醋酸与仲丁醇摩尔比 反应时间及浓硫酸的用量对反应的影响 见下表 注 A 酸醇摩尔比B 反应时间C 催化剂的用量 表1正交实验方案表 26 4 7正交实验表 表2正交实验表 27 由表3可以看出酸醇比影响最大 其次为反应时间 再次为催化剂用量 因此其最优组合为A3B3C3 即酸醇摩尔比为 1 3 催化剂与醋酸摩尔比为 0 03 1 反应时间为100min 4 8正交实验结果表 表3正交实验结果表 28 4 9各指标趋势图 29 5结论 1醋酸仲丁酯的生成与催化剂有关 四种催化剂中 以浓硫酸的催化效果最为理想 所以选用浓硫酸为催化剂2转化率随着仲丁醇量的增加而增加 但是仲丁醇增加到一定程度后转换率趋于平缓 用过多的仲丁醇会增加成本 所以酸醇摩尔比选为1 3 3转化率随时间的增加而增高 但是时间达到一定程度之后 转化率变缓 所以反应时间选择为100min 4转化率随催化剂用量的增大而增加 但是催化剂用量过大之后 转化率增长趋于平缓 所以催化剂与醋酸的比例为0 03 1 30 参考文献 1 潍坊亿兴化工科技有限公司田刚醋酸仲丁酯2 醋酸仲丁酯的应用及其正丁烯法生产技术胡云光 中石化上海石油化工研究院 201208 3 醋酸仲丁酯反应塔冷却水温度及流量的优化王聪 扬子石化设计工程有限责任公司 南京2100484 醋酸仲丁酯项目工艺设计浅析龙国良 贵州东华工程股份有限公司 贵州贵阳550002 5 醋酸仲丁酯在涂料中的应用探讨陈月珍刘粮帅潘玉红丁帮勇王红岩 1 中化建常州涂料化工研究院213016 2 湖南中创化工有限责任公司 湖南岳阳414012 6 改性离子交换树脂催化合成醋酸仲丁酯朱敏亮徐平杜长海 长春工业大学化工学院 吉林长春130012 31 7 固体超强酸SO2 4 TiO2合成醋酸仲丁酯马忠超陈平权成光 1 辽宁石油化工大学石化学院 辽宁抚顺113001 2 抚顺石化公司石化一厂 辽宁抚顺113001 8 硅胶负载四氯化锡合成醋酸仲丁酯陈平 辽宁石油化工大学石化学院 辽宁抚顺113001 9 阳离子交换树脂催化1 丁烯合成醋酸仲丁酯杨焕欣杜长海朱敏亮贾鹏飞 1 长春工程学院理学院 吉林长春130012 2 长春工业大学化学工程学院 吉林长春130012 10 乙酸仲丁醋合成方法一的改进衡林森11 IsobaricVapor liquidEquilibriumofHexamethylDisiloxane Sec butylAcetateSystematNormalPressureWenlinZhanga WeiDua NanMenga Ru