無(wú)催化酯化合成苯甲酸芐酯的動(dòng)力學(xué)研究及其在苯甲酸精制過程中的應(yīng)用.pdf

1、苯甲酸芐酯(Benzyl benzoate)是一種重要的化工原料,常用作多種花香香精的定型劑和矯香劑,在食用香精中也有較多的應(yīng)用。另外,該產(chǎn)品還廣泛地用作增塑劑或溶劑。在醫(yī)藥方面,可用于配制百日咳藥、治氣喘藥,具有擴(kuò)張血管及解除痙攣的作用。
　　 在甲苯液相氧化法制苯甲酸與苯甲醛的過程中,副產(chǎn)物苯甲醇易與苯甲酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成苯甲酸芐酯。苯甲酸芐酯沸點(diǎn)高,與產(chǎn)品分離困難,難以回收利用。如果能夠通過對(duì)酯化反應(yīng)工藝條件及原理的探索,

2、抑制酯化反應(yīng)的發(fā)生或者尋找一種合適的苯甲酸芐酯富集方法,則能減少?gòu)U物的產(chǎn)生,提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本文研究了無(wú)催化情況下,苯甲酸與苯甲醇直接酯化合成苯甲酸芐酯的工藝條件,考察了反應(yīng)溫度、苯甲酸與苯甲醇的配比、反應(yīng)器轉(zhuǎn)速、時(shí)間等因素對(duì)苯甲醇轉(zhuǎn)化率的影響,得到較優(yōu)的反應(yīng)條件為:對(duì)于促進(jìn)苯甲酸與苯甲醇酯化反應(yīng),可將溫度控制在200℃以下,酸醇摩爾比為3:1,反應(yīng)器轉(zhuǎn)速300r／min；對(duì)于苯甲酸精制過程中苯甲酸芐酯的抑制,選擇160℃

3、比較適宜,可以減壓操作。
　　 本文對(duì)苯甲酸與苯甲醇無(wú)催化酯化合成苯甲酸芐酯的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。選擇冪級(jí)數(shù)模型建立動(dòng)力學(xué)方程,通過初速度方法求解相關(guān)參數(shù),得到不同條件下的速率方程表達(dá)式。得到苯甲酸與苯甲醇的酯化反應(yīng)為可逆吸熱反應(yīng),平衡常數(shù)值隨溫度的升高而升高。同時(shí),計(jì)算出不同溫度下的速率常數(shù)和正逆反應(yīng)活化能,確定了反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度的變化關(guān)系。再將動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果與不同條件下的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:所得動(dòng)力學(xué)方程與各種條件下的

4、實(shí)驗(yàn)值吻合良好；200℃與160℃時(shí)理論值與實(shí)驗(yàn)值重合性最高,適合作為最優(yōu)操作條件；酸醇配比選擇3:1具有合理性。
　　 此外,利用Aspen Plus軟件對(duì)苯甲酸精制過程中苯甲酸精制塔進(jìn)行模擬,選用合理模型,加入動(dòng)力學(xué)規(guī)律,討論了水蒸氣用量、塔板(填料)持液量、操作壓力等因素對(duì)苯甲酸芐酯與苯甲醇含量的影響,結(jié)果表明:保持其他工業(yè)操作方式不變,當(dāng)水蒸氣用量減少42.1％,塔頂操作壓力從100KPa降至50KPa時(shí),苯甲酸芐酯能完