碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

碱性离子液体催化合成碳酸甲乙酯反应动力学

以不同碱性离子液体催化碳酸二甲酯(DMC)与碳酸二乙酯(DEC)酯交换反应合成碳酸甲乙酯(EMC),研究了反应温度、催化剂的用量、反应物摩尔配比等因素对反应速率的影响。结果表明,碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑丁酸盐[C4mim][CH_3(CH_2)2COO]显示出高的催化活性,在反应温度363.15 K,催化剂用量6%(占反应物总质量百分数),n(DMC)∶n(DEC)=1.5∶1,反应时间6 h的条件下,DEC转化率达50%。建立了拟均相动力学模型,得出正逆反应活化能分别为56.10,46.70 kJ/mol,指前因子分别为1.17×105,1.57×103L2/(mol·min·g)。     

乙酰丙酸乙酯的反应精馏模型及隔壁塔节能优化设计

乙酰丙酸乙酯是一种潜在的生物质基平台化合物,在工业上具有很高的应用价值。乙酰丙酸乙酯传统的生产方法主要为间歇反应法,效率较低,产物分离困难且工艺流程较长。因此,本文提出了反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯,在以中试实验结果为依据的基础上,使用Aspen Plus模拟软件建立了工艺流程,并考察了回流比、进料位置、进料摩尔比以及理论塔板数等关键参数,得到了常规单塔反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯的最优配置。而后,为了得到纯度大于99.9%的乙酰丙酸乙酯,本文进一步提出了反应精馏双塔精制流程以及反应精馏隔壁塔流程,并通过对两种流程所得到的产品纯度以及能耗的对比,验证了反应精馏隔壁塔工艺生产乙酰丙酸乙酯的有效性以及在节能方面较大的优势。     

碳酸甲乙酯制备新工艺研究

介绍了碳酸甲乙酯的用途与合成方法。重点阐述了以离子交换树脂为催化剂,碳酸二甲酯与乙二酸二乙酯在一定温度下合成碳酸甲乙酯的反应原理和工艺方法,考察了物料比、反应温度、反应时间等工艺条件对产物收率的影响,确定一种收率高、制备过程简单的碳酸甲乙酯合成新工艺。结果表明,在该催化剂下合成碳酸甲乙酯的最佳工艺条件为:n(草酸二乙酯):n(碳酸二甲酯)的物质的量比是1∶2,反应时间是5h,反应温度是109℃。     

甲醇钠催化合成碳酸甲乙酯研究

介绍了国内外合成碳酸甲乙酯(EMC)的工艺现状。并在实验条件下以碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)为原料,用甲醇钠(CH₃ONa)催化合成了EMC。其中重点研究了投料比、实验时长、实验温度及催化剂加入量对实验的影响。实验结果显示,CH₃ONa的催化活性表现良好,在CH₃ONa的催化反应下最适合的合成条件是：25℃下,催化剂CH₃ONa加入量占投料总质量的0.1%,DMC与DEC投料物质的量比2∶1,实验时长0.5 h。     

酯交换法合成碳酸甲乙酯工艺研究

以MgO/SiO2复合催化剂用于碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯反应,对其合成工艺进行了初步研究。通过正交实验得出最佳合成工艺条件。在最佳条件下进行验证,产物的收率最高可以达到61.02%且重复性好。     

酯交换法合成碳酸甲乙酯催化剂的研究进展

碳酸甲乙酯（EMC）是一种环境友好型的不对称碳酸酯,因其独特的结构性质被广泛用作溶剂或有机合成中间体,特别是随着锂离子电池的迅猛发展,其作为电池电解液主要成分市场需求量急增。文中简单介绍了光气法、氧化羰化法和酯交换法合成碳酸甲乙酯的研究进展。重点针对最具发展前景的酯交换法合成EMC工艺路线中所用催化剂进行了综述;讨论和分析了该路线所用催化剂的类型、结构、性质及性能,并对当前研究中存在的问题进行了归纳和分析总结。最后本文分析并展望了酯交换法合成EMC催化剂的研究方向及新型合成工艺发展趋势,提出研发经济、高效、稳定且制备工艺简单的非均相催化剂,并与反应精馏技术耦合是今后的主要发展趋势,期望为EMC的高效合成提供参考和借鉴。     

碳酸二甲酯酯交换反应制碳酸甲乙酯研究进展

碳酸甲乙酯是一种重要的化工原料,市场潜力巨大。相对于传统制备方法,酯交换法制备碳酸甲乙酯具有明显优势。综述碳酸二甲酯酯交换反应合成碳酸甲乙酯的路线,对比碳酸二甲酯分别与乙醇和碳酸二乙酯进行反应的特点,表明碳酸二甲酯与乙醇反应需要解决产物分离的问题,而碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换反应则需要提高转化率。两种方法均具有良好的发展前景。     

反应精馏隔壁塔内合成乙酸甲酯的模拟

提出了一种应用反应精馏隔壁塔合成乙酸甲酯的新工艺流程,采用反应精馏隔壁塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件,对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,比较分析了两种流程塔内液相组成分布,并分析了塔顶回流比与气相分配比对反应精馏隔壁塔的影响。结果显示新流程可以节能11.9%,并能降低设备投资费用和操作费用。     

精馏塔设备的设计与节能研究进展

精馏过程是化工过程中最耗能的过程之一。本文总结了常规精馏塔,反应精馏塔以及分隔壁精馏塔这几种类型精馏塔的研究进展。常规精馏塔的研究仍在进行,并主要体现在算法的改进与新算法的提出,以及常规精馏塔在化工高等教学的重要作用上,指出了反应精馏塔和分隔壁精馏塔是近几年精馏塔设计方面的研究热点,如反应精馏塔的模型、求解方法等,分隔壁精馏塔是一种全新的概念因而并未系统化,但却能够明显节省设备投资,并具有良好的节能前景,尤其是在与反应精馏结合后效果特别明显。文章最后对精馏塔的未来研究方向进行了展望。     

反应精馏隔壁塔制甲缩醛过程模拟与分析

甲缩醛（methylal）是一种重要的化工基本原料，广泛应用于化工中间体、溶剂、涂料及燃料添加剂等的生产中。目前，反应精馏技术是用于以甲醇和甲醛为原料制取甲缩醛的主要方法。利用Aspen Plus过程模拟软件模拟了常规的双进料甲缩醛反应精馏工艺流程，同时提出并模拟了反应精馏隔壁塔（RDWC）工艺制备甲缩醛的流程，通过对比来探究RDWC流程的优越性。结果表明，采用RDWC制备甲缩醛可避免中间组分在塔内的返混效应，同时可使年度总费用降低8.09%，显著提高过程的经济性。     

背包式反应器与精馏塔耦合合成醋酸甲酯的模拟

针对背包式反应器与精馏塔耦合过程循环流股多,模拟计算收敛难度大的缺点,在Aspen P lus的RadFrac模型中引入Murphree板效率,仅用一个精馏塔模型就描述了这个复杂耦合过程的模拟模型。在固定精馏塔塔板数的情况下,讨论了背包反应器个数和间隔位置、进料位置、回流比和催化剂量等因素对醋酸甲酯合成的影响。初步探索了反应能力和分离能力的匹配问题。模拟结果表明,当采用5个背包反应器,反应器之间间隔4块分离塔板的配置时,在适宜条件下醋酸总转化率可达到96.3%。     

用于生产TAEE的反应精馏和全蒸发的混合过程

In this study, a reactive distillation column in which chemical reaction and separation occur simultaneously is applied for the synthesis of tert-amyl ethyl ether （TAEE） from ethanol （EtOH） and tert-amyl alcohol （TAA）. Pervaporation, an efficient membrane separation technique, is integrated with the reactive distillation for enhancing the efficiency of TAEE production. A user-defined Fortran subroutine of a pervaporation unit is developed, allowing the design and simulation of the hybrid process of reactive distillation and pervaporation in Aspen Plus simulator. The performance of such a hybrid process is analyzed and the results indicate that the integration of the reactive distillation with the pervaporation increases the conversion of TAA and the purity of TAEE product, compared with the conventional reactive distillation.     

Novel eco-efficient reactive distillation process for dimethyl carbonate production by indirect alcoholysis of urea

Dimethyl carbonate is an eco-friendly essential chemical that can be sustainably produced from CO₂,which is available from carbon capture activities or can even be captured from the air.The rapid increase in dimethyl carbonate demand is driven by the fast growth of polycarbonates,solvent,pharmaceutical,and lithium-ion battery industries.Dimethyl carbonate can be produced from CO₂through various chemical pathways,but the most convenient route reported is the indirect alcoholysis of urea.Previous research used techniques such as heat integration and reactive distillation to reduce the energy use and costs,but the use of an excess of methanol in the trans-esterification step led to an energy intensive extractive distillation required to break the dimethyl carbonate-methanol azeotrope.This work shows that the production of dimethyl carbonate by indirect alcoholysis of urea can be improved by using an excess of propylene carbonate(instead of an excess of methanol),a neat feat that we showed it requires only 2.64 kW·h·kg^-1 dimethyl carbonate in a reaction-separation-recycle process,and a reactive distillation column that effectively replaces two conventional distillation columns and the reactor for dimethyl carbonate synthesis.Therefore,less equipment is required,the methanol-dimethyl carbonate azeotrope does not need to be recycled,and the overall savings are higher.Moreover,we propose the use of a reactive distillation column in a heat integrated process to obtain high purity dimethyl carbonate(>99.8 wt-%).The energy requirement is reduced by heat integration to just 1.25 kW·h·kg^-1 dimethyl carbonate,which is about 52%lower than the reaction-separation-recycle process.To benefit from the energy savings,the dynamics and control of the process are provided for
10%changes in the nominal rate of 32 ktpy dimethyl carbonate,and for uncertainties in reaction kinetics.     

离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸甲乙酯

考察了碱性离子液体催化碳酸二甲酯和乙醇酯交换反应合成碳酸甲乙酯的过程, 筛选出催化性能较好的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（［Bmim］Br）作为催化剂, 并对酯交换反应条件进行优化。结果表明,［Bmim］Br对反应表现出优异的催化性能,在常压、反应温度90 ℃、反应时间12 h、n(碳酸二甲酯)∶n(乙醇)=1∶1和［Bmim］Br用量为碳酸二甲酯质量的2%条件下,碳酸二甲酯转化率为71.1%,碳酸甲乙酯选择性为81.8%。经回收和循环利用 3次,催化剂仍保持较好的催化活性。