5 酯化 化工工艺学课件.ppt

7.5.1 酯化反应类型 催化剂： 酯化催化剂有三类： （1）无机酸、有机酸或酸式盐 无机酸主要有硫酸或盐酸，其中硫酸具有酸性强、吸水 好、性质稳定、催化效果好等优点，是常用的催化剂；有机酸 中以对甲苯磺酸应用最多。 （2）强酸性离子交换树脂 常用的有酚磺酸树脂、磺化聚苯乙烯树脂等，具有酸性强、 易分离、无碳化、吸水性强、可循环利用等优点。可用于固定 床反应装置。 （3）非酸性催化剂 最常用的是铝、钛和锡的化合物，可单独使用，也可制成复 合催化剂。优点：无腐蚀，产品质量好，色泽浅，副反应少等。 但活性较低，反应温度较高（180~250℃）. 酯化转化率： 使酯化反应进行完全的措施： （1）将价格较低的原料过量，提高平衡转化率； （2）蒸出酯——对于易挥发酯，如甲酸甲酯、甲酸乙酯等， 其沸点比反应所用醇的沸点更低，可全部从反应体系蒸出，剩余 的是醇和水。 （3）脱去生成的水 脱水方法主要有： 物理法：恒沸蒸馏法； 化学法：无水盐类；浓硫酸；其它脱水剂。 为消除HCl的腐蚀性，采用如下措施： （1）DMF 改进法： （2）酰氯化吡啶改进法： 7.5.2 酯化反应工艺 间歇酯化工艺： 间歇酯化工艺： 连续酯化工艺： 酯化反应装置： 前三种装置共同点：酯化反应器容积大；采用夹套或蛇管冷 却；反应体系呈沸腾状态。 区别：分离效率不同，按次序依次提高。第三种分馏塔带有再 沸器，可加大回流比及提高分离效率。 第四种装置特点： 气、液逆流接触，适用于反应速率较低、蒸出物与塔底物 料间的挥发度差别不大的物系。 酯化反应工业实例——DOP的生产 DOP性质： * * 7-5 酯化反应 1、酸和醇或酚直接酯化法（羧酸法）： 影响因素： 酸的结构 直链羧酸＞侧链羧酸 1h后转化率44.36% 1h后转化率29.04% 脂肪族羧＞芳香族羧酸酸 1h后转化率44.36% 1h后转化率8.62% 醇或酚的结构： 伯醇＞仲醇＞叔醇 醇对酯化反应的影响主要受空间位阻的影响 1h后转化率：55.59%＞26.53%＞1.43% 2、酸的衍生物与醇的酯化： （1）酸酐与醇或酚的反应（羧酸酐法） 难易程度与醇的结构有关：伯醇＞仲醇＞叔醇；典型例 子：DOP的生产。 （2）酰氯与醇或酚的反应（酰氯法） 酰氯的酰化能力大于酸酐，生成的小分子HCl易除去。因而 用酰氯的酯化反应极易进行，可用来制备某些羧酸或酸酐难以 生成的酯。 常用的酰氯有： 脂肪族酰氯——活性高，对水敏感，遇水极易分解； 芳香族酰氯——活性较次，对水不敏感； （3）羧酸盐与卤化物的反应 特点：不可逆，操作后处理简单，宜使用含水溶剂。 3、酯交换反应： 直接酯化反应效果较差时采用酯交换法。 分为：酯醇交换、酯酸交换、酯酯交换等。 3、其它酯化反应： 其它酯化反应主要有：烯酮法等。 适用于反应活性较差的叔醇及酚类的酯的合成。 醋酸丁酯沸点较低，随水蒸气蒸出，在分离器4中分层并回流。 塔顶蒸出酯、醇、水的三元共沸物。其中酯83%，醇9%，水8%。 加水后，上层含乙酸乙酯93%，水5%，醇2%；下层回酯蒸出塔4