响应面法优化TsoH∕C催化合成丙烯酸正丁酯.pdf

第44卷第12期
化学工程
Vol 44 No 12
016年12月
CHEMICAL ENGINEERING( CHINA)
Dec,2016
响应面法优化TsoH/C催化合成丙烯酸正丁酯
白佩!,张园,胡微月,员汝娜,张旭,李稳宏
(1.西北大学化工学院,陕西西安710069;2.西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安710018
3.陕西省产品质量监督检验硏究院,陕西西安710048)
摘要:研究了颗粒状活性炭固载对甲苯磺酸催化剂对丙烯酸正丁酯的合成工艺过程研究并建立其反应动力学。在
合成工艺研究中,以活性炭固载对甲苯磺酸为催化剂,以丙烯酸正丁酯的收率为评价指标,在单因素实验基础上,
利用Box- Behnken响应面法对合成过程工艺参数进行了优化,得出最佳的合成工艺条件:醇酸摩尔比1.4:1,催化剂
加入量6.5%,反应温度120℃,反应时间2.8h,在此条件下进行5次平行实验,得到产品平均收率为96.4%。
关键词:对甲苯磺酸;工艺条件;优化;响应面分析法
中图分类号:TQ225.4文献标识码:A文章编号:1005-9954(2016)12-0060-06
DOI:10.39%69/j.1is.1005-9954.2016.12.013
Catalytic synthesis of n-butyl acrylate with response surface
method optimization of Tsol/C
BA] Pei ZHANG Yuan? HU Wei-yue, YUN Ru-na', ZHANG Xu, LI Wen-hong
School of Chemical Engineering, Northwest University, Xi'an 710069, Shaanxi Province, China;
2. Xi'an Changging Technology Engineering Limited Liability Company, Xi'an 710018, Shaanxi Province, China
3. Shaanxi Province Product Quality Supervision and Inspection Institute, Xian 710048, Shaanxi Province, China
Abstract: The n-butyl acrylate synthesis process research was carried out by granular activated carbon immobilized
p-toluene sulfonic acid catalyst and its reaction kinetics was discussed. The single factor experiment was used for
analyzing the product yield with activated carbon immobilized p-toluene sulfonic acid as catalyst and as evaluation
Index in
the study of n-butyl acrylate synthesis process. Synthetic process parameters were optimized and the
optimum synthetic process conditions were obtained through the Box-behnken response surface: mole rate of acid to
alcohol of 1.4: 1 catalyst dosage of 6. 5%, reaction temperature of 120 C and reaction time of 2.8 h. The product
yield of n-butyl acrylate was 97. 5%o in the synthetic condition carried out five times parallel experiment
Key words p-toluene sulfonic acid; process condition; optimization; response surace methodology
丙烯酸正丁酯是一种无色液体,是合成高分子副反应少,产率高。并且该法克服了对甲苯磺酸容
的重要单体。在合成纤维、合成橡胶、合成塑料、特易溶解在反应体系中使催化剂消耗大而且难分离的
种涂料、建筑涂料、鞣革、纺织、造纸、粘合剂及乳化麻烦。该法后处理工艺简单只需简单过滤并且不腐
剂等工业方面具有较为广泛的应用A。
蚀设备,催化剂重复利用率较好,故具有较大的实用
日前,国内外以对甲苯磺酸作为催化剂用以催价值。
化合成丙烯酸正丁酯的报道颇多。但要提高目标产
物的收率,则需适当的增加对甲苯磺酸的使用量,这1实验
会造成较严重的设备腐蚀。因而本文开展了颗粒状1.1活性炭固载对甲苯磺酸催化剂的制备
活性炭固载对甲苯磺酸代替对甲苯磺酸(TsoH/C)
用质量分数10%的稀硝酸浸泡颗粒状活性炭
作为催化剂合成丙烯酸正丁酯,该催化剂的活性好,24h以上,用蒸馏水洗3次,抽干,然后在120℃下
收稿日期:20160301
作者简介:白佩(1989-),女,硕士研究生,研究方向为化学工程,电话:15809202708,E-ml:19824194@q-com;李稳宏,通信联系人,
研究方向为能源化工,电话:13186102519,E-mail:wenhong@nwu.edu.cn
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