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碳酸二烷基酯,即碳酸二乙酯和碳酸二甲酯是对环境友好的重要绿色化工中间体,近年来已经引起国内外的广泛重视。本论文主要对这两种碳酸酯类的合成新方法进行了研究。
首先,对碳酸环己烯酯和甲醇酯交换反应生成碳酸二甲酯联产1,2-环己二醇的过程进行反应精馏实验,寻找出适合该路线的最优操作条件,优化反应,最终获得合格的碳酸二甲酯产品。
其次,研究碳酸丙烯酯和乙醇酯交换反应生成碳酸二乙酯联产l,2-丙二醇的过程,在常压的条件下,根据反应的特性,考察催化剂种类和浓度、醇酯比、反应温度等工艺条件对反应的影响,寻找出最佳的工艺条件的最佳反应条件。研究酯交换动力学,基于加成-消除机理,以亲核加成基元反应为速率控制步骤,提出动力学模型,回归了该体系的动力学方程。碳酸丙烯酯和乙醇酯交换反应生成碳酸二乙酯的动力学方程表达式为:(公式略)
酯交换反应的反应平衡常数K=2.0118×10-5exp(-16860/RT),反应速率常数k=1.9689×104exp(-31290/RT),反应活化能Ea为31.29 kJ/mol。
第三,对碳酸丙烯酯和乙醇酯交换反应进行了反应精馏实验,提出分两步法合成碳酸二乙酯联产1,2-丙二醇的工艺路线。先由碳酸丙烯酯和甲醇酯交换反应生成碳酸二甲酯和1,2-丙二醇,再由碳酸二甲酯和乙醇酯交换反应生成碳酸二乙酯和甲醇。利用反应精馏原理对第二步的工艺路线进行优化,寻找出适合该路线的最优操作条件。
最后,利用PRO/Ⅱ化工模拟软件对第二步的工艺路线进行反应精馏塔模拟计算,得出所需最优操作条件,并与实验结果相比较,与实验结果比较基本符合。