酯交换法制备醋酸异丁酯的动力学研究

醋酸异丁酯作为一种绿色溶剂在硝化纤维、涂料、油墨、黏合剂、增香剂和药物等化工产业中有广泛的应用.采用改造的强化固定床反应器,以醋酸甲酯和异丁醇为原料,阳离子交换树脂为催化剂,合成醋酸异丁酯,并对其工艺条件进行优化,探究循环流量、催化剂装载量、反应物摩尔比以及反应温度对合成醋酸异丁酯的影响,以指导工业放大化应用.采用UNIFC基团贡献法计算各个组分的活度系数,获得了不同温度下酯交换反应的平衡常数以及标准摩尔反应焓变、标准摩尔反应熵变、标准摩尔生成吉布斯自由能等热力学数据(△rH0=10.86 kJ·mo1-1,△rS0=26.52 J·mol-1·K-1).最后使用拟均相模型建立了在强化固定床反应器中的反应动力学方程,正反应的活化能为75.73 kJ·mol-1,逆反应的活化能为64.87 kJ·mol-1.