聚乙二醇与甲基丙烯酸的酯化工艺及动力学研究
收稿日期:2005-07-08
作者简介:孙曰圣(1941-),男,教授.
文章编号:1006-0456(2006)02-0122-04
聚乙二醇与甲基丙烯酸的酯化工艺及动力学研究
孙曰圣,欧阳杰,吴勇,熊瑛
(南昌大学环境科学与工程学院,江西南昌330029)
摘要:用正交实验法研究了聚乙二醇(PEG )和甲基丙烯酸(MAA )酯化合成聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(P MA )的合成工艺,以该酯化物与MAA 和甲基丙烯酸磺酸钠(MAS )为原料,在引发剂的作用下合成聚羧酸系减水剂.并通过测定水泥的净浆流动度的大小来分析酯化反应的程度.得到了最佳工艺条件:原料的摩尔比是n (MAA )ζn
(P M EG )=2.0ζ1;反应时间为6h;反应温度为130℃;催化剂加入量为2%.探讨了酯化的动力学,并建立了动力
学方程.
关键词:聚乙二醇;甲基丙烯酸;减水剂;酯化中图分类号:O63115 文献标识码:A
聚羧酸盐混凝土减水剂是一种新型的高效减水剂,与传统的萘系减水剂相比,它具有低掺量、高减水、高保塌、高增强、与水泥适应性强、生产和使用无污染等优点,在日本等发达国家已得到广泛应用
[1-2]
.在我国还只有少数厂家生产聚羧酸盐混凝
土减水剂.聚乙二醇丙烯酸酯是合成聚羧酸系减水剂的关键原料,用其合成的减水剂在支链上引入多个聚氧烷基烯类基团[-(CH 2CH 2O )m -R ],其醚键的氧与水分子形成强力的氢键,并形成亲水性立体保护膜,该保护膜既具有分散性,又具有分散保持性
[3]
.聚乙二醇丙烯酸酯的应用前景广泛
[4]
,本文
只是研究其在合成聚羧酸系减水剂方面的应用.
1 实验部分
111 主要试剂
聚乙二醇(PEG ),M =500(工业品,上海凯通试
剂厂);甲基丙烯酸(MAA )(工业品,上海立升化工厂);甲基丙烯磺酸钠(MAS )(工业品,宁波亿得精细化工有限公司);对甲苯磺酸、对苯二酚、酚酞指示剂、引发剂、乙醇、氢氧化钠等化学试剂.112 主要实验仪器
酯化合成反应器一套.113 酯化反应原理
酯化反应式为
:
114 实验步骤
依次按配比加入PEG 、MAA 、催化剂、阻聚剂到装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL 三颈圆底烧瓶中,油浴加热,升温到110～140℃,反应时间为5～8h,,每小时通入N 210m in 并用分水器将其冷凝的水收集起来,搅拌下加热到适当的温度反应,每两小时取一次样,进行酸度和酯化率的测定.115 正交实验设计
按照正交实验将其酯化反应设计为:(L9)选择
了四因素和三水平(见表1).因素分别为:n (MAA )ζn (PEG )(A );反应温度(B );催化剂质量(C );反应时间(D )1
表1 正交实验设计
Tab .1 O rthogona l exper i m en t desi gn s
水
平号
因素
A B /℃C /%D /h 1 1.2ζ1110 1.052 2.0ζ1120 1.563
2.5ζ1
130
2.0
8
116 酯化率测定
[4]
用移液管量取一定量(约1g )的反应液到锥形
瓶中.用乙醇稀释后,以酚酞为指示剂,用已标定的标准Na OH 溶液滴定至微红色,30s 内不褪色即为滴定终点,记录所耗碱量,计算所取样品的酸价和酯
第28卷第2期
2006年6月
南昌大学学报?工科版
Journal of Nanchang University (Engineering &Technol ogy )Vol .28No .2
Jun .2006
化率.
酸价的计算:
酸价=C
NaOH ×V
NaOH
×40/m
样品
式中:C为Na OH标准溶液摩尔浓度,0.5000 M;V为滴定至终点所消耗的Na OH的体积,mL; m样品为所取样品的质量,g.
酯化率的计算:
酯化率=[(初始酸度-检测时刻酸度)/初始
酸度]×100%
117 减水剂合成步骤
在三颈圆底烧瓶中加入占试剂总量20%的P MA、MAA、MAS、去离子水,搅拌,加热到85℃,连续滴加引发剂及剩余的单体,滴完后,保温10m in,然后升温至90℃反应1h反应至终点.冷却至室温,用30%氢氧化钠水溶液调节体系的pH值为7～8,得到聚羧酸类高效减水剂.
118 流动性测定
水泥净浆流动度的测定,参照G B8077—87混凝土外加剂匀质性试验方法中的水泥净浆流动度测试方法,称取万年青42.5#硅酸盐水泥300g,加入105g水和2.4g减水剂,搅拌3m in,将拌好的净浆迅速注入截锥圆模(上口直径36mm,下口直径60 mm,高60mm),用刮刀括平,将截锥圆模按垂直方向提起同时计时,任水泥净浆在玻璃板上流动,至30s,用直尺量取流淌部分相互垂直的两个方向的最大直径.1h后再测定一次流动度.
2 结果与讨论
211 正交实验结果与分析
正交实验结果见表2,极差分析见表3.
表2 正交实验结果
Tab.2 O rthogona l exper i m en t results
编号
条件
A B/℃C/%D/h
初始流
动性
/mm
1h后
流动性
/mm
性能
量化
总值
1 1.2ζ1110 1.08180<12010
2 1.2ζ1120 1.55150<1204
3 1.2ζ1130 2.0618514013
4 2.0ζ1110 1.5818014513
5 2.0ζ1120 2.0620517524
6 2.0ζ1130 1.0520013515
7 2.5ζ1110 2.0818515516
8 2.5ζ1120 1.05175<1209
9 2.5ζ1130 1.5618015014注:性能量化总值=初始流动性量化值+1h后流动性量化值:流动性量化值为:<120ζ0;130～135ζ1;136～140ζ2;141～145ζ3; 146～150ζ4……
表3 极差分析
Tab.3 Range ana lysis
极差(括号内
为平均值)
A B C D
K1(k1)27(9)39(13)34(11.3)28(9.3)
K2(k2)52(17.3)37(12.3)31(12.3)51(17)
K3(k3)39(13)42(14)53(17.6)39(13)
ΔK
max
2552223
由表3的极差可以知道,在我们研究的四个因素中原料摩尔比的影响最大,其次对实验的影响依次为:反应时间,催化剂的加入量,反应的温度.由极差分析表可以知道反应的最佳工艺条件是: A2B3C3D2.即:反应的最佳物料比为2.0ζ1,反应的最佳温度为130℃,反应的最佳催化剂加入量为总质量2%,最佳反应时间为6h.
212 反应时间对酯化率的影响
在n(MAA)/n(PEG)为2.0ζ1,反应温度为130℃,催化剂加入量为总质量2%的条件下,反应时间对反应酯化率的影响见图1.由图1可见,反应的酯化率随着反应时间的增加而增大,但当反应时间达到6h后,再增加反应时间对反应酯化率的提高影响不大,因此,反应的最佳反应时间应为6h
.
反应时间/h
图1 摩尔比为2ζ1的酯化率与反应时间关系图
F i g.1 Rel a ti on between the reacti on ti m e and ester i f i ca ti on
ra te when n(MAA)/n(PEG)=2ζ1
213 物料摩尔比对反应的影响
聚乙二醇与甲基丙烯酸的反应是一个可逆反应,采用一种原料过量有利于反应朝正方向进行,由于聚合实验中也要用到甲基丙烯酸作为反应物,故采用酸过量.由表4可知原料的摩尔比为2.0ζ1时产生的酯化产品(P MA)进行聚合而成的减水剂具有最佳的流动性.所以,最佳的摩尔比为2.0ζ1.
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3
2
1
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第2期 孙曰圣等:聚乙二醇与甲基丙烯酸的酯化工艺及动力学研究
214 温度对反应的影响
表4 物料摩尔比与流动度的关系
Tab.4 Rel a ti on between the ra ti o of ma ter i a l
m ole and flu i d ity
n(MAA)ζn(PEG) 1.2ζ1 1.5ζ1 2.0ζ1 2.5ζ1 3.0ζ1水泥净浆流动度
平均值/mm
172189195180180注:反应温度为130℃,催化剂加入量为总质量2%,反应时间为6h.
由于聚乙二醇与甲基丙烯酸的反应是一个吸热的反应,所以提高反应温度有利于反应的进行.但是甲基丙烯酸和酯化物在较高温度下容易自聚,实验中发现,在140℃以上反应时酯化液呈黑色,在聚合反应时会有粘稠物粘附在搅拌器和反应液表面上,影响产品的净浆流动度.故反应的温度不能太高.由表5可见,在130℃反应生成的酯化物合成的减水剂具有较佳的流动性.
表5 温度与流动度的关系
Tab.5 Rel a ti on between te m pera ture and flu i d ity
温度/℃110120130140150水泥净浆流动度平均值/mm182180196180160注:n(MAA)ζn(PEG)=2ζ1,催化剂加入量为总质量2%,反应时间为6h.
215 催化剂的用量对反应的影响
催化剂的用量对反应的影响见表6所示.
表6 催化剂用量与流动度的关系
Tab.6 Rel a ti on between ca t a lyst dos age and flu i d ity 催化剂质量比/%1 1.5 2.0 2.5水泥净浆流动度平均值/mm170185192195注:n(MAA):n(PEG)=2ζ1,反应温度为130℃,反应时间为6h.
催化剂的用量越多反应合成的酯化物生产出来的产品流动性越好;但考虑到其在溶剂中的溶解度和降低成本等因素,选择2.0%较好.
216 酯化反应的动力学研究
酯化反应为可逆反应,但在试验条件下,反应生成的水被及时分出,有效地抑制了逆反应的进行,且带出系统的水的体积与反应体系总体积相比可以忽略,故可以认为反应是恒容不可逆反应.物料中加入对苯二酚阻聚剂,可防止高温酯化引起MAA的聚合.同时,由于酸催化剂的加入量很少,体系的酸值可以表示为体系中MAA的浓度[4].动力学方程可以表示如下:
-d C
A
/d t=K A CαA CβB
式中:-d C
A /d t为MAA的消耗速率,mol?g-1?h-1;
C A、C B分别为MAA和PEG在某时刻t的浓度.
反应级数的确定:
假设α=β=1,对上式积分得:
ln C
A
/C B=(C A0-C B0)K A t+ln C A0/C B0
其中:C
A0
=0.00298mol/g,C
B0
=0.00149
mol/g
在n(MAA)/n(PEG)为2.0ζ1、反应温度为
130℃,催化剂加入量为总质量2%的条件下,进行
酸度和酯化率的测定.根据试验测定C
A
和C
B
-t数
据,作ln C
A
/C B-t图(见图2),为直线,如图2所示,
直线的斜率为0.095.即:(C
A0
-C
B0
)K
A
=0.095.由
此计算K
A
=45.35.因而可以判断该酯化反应是二
级反应
.
图2 ln C
A
/C
B
与时间的关系
F i g.2 Rel a ti on between ti m e and l n C A/C B
图3是在90℃、120℃和140℃温度下的酸值
的变化,根据A rrhenius公式,k
A
=k0exp(-Ea/R T)
可以得到ln k
A
=ln k0-Ea/R T按以上求k A的方法分
别求出90℃、120℃和140℃三个温度下的k
A
值,
见表7
.
反应时间/m in
图3 不同温度下酯化的酸值变化曲线
F i g.3 The rel a ti ona l Curves between ti m e and the ac i d
va lue of the ester i f i ca ti on
以ln k
A
对1/T作图其曲线为直线,如图4所
示,说明该酯化反应符合A rrhenius公式.
?
4
2
1
?南昌大学学报?工科版2006年
表7 不同温度下的k A 值
Tab .7 The results of k A under d i fferen t te m pera tures
T /℃
90120140k A /(g ?mol -1?h -1)
48195450ln k A
3.875.276.
11
T
-1
×10
-3
图4 ln K A -
1T
关系图
F i g .4Rel a ti ona l graph of 1/T on l n K
3 结 论
1)聚乙二醇甲氧醚与丙烯酸为原料合成聚乙
二醇单甲醚丙稀酸酯的最佳工艺条件为:
原料的最佳摩尔比为n (MAA )ζn (PEG )=2.0ζ1;
最佳反应时间为6h;最佳反应温度为130℃;反应中催化剂的最佳加入质量为2%.
2)聚乙二醇甲氧醚与丙烯酸的酯化反应是典型的二级反应,符合一般的酯化反应历程.
3)在酯化反应中及时移出反应产生的水是提高反应酯化率的重要手段.
4)以聚乙二醇单甲基丙稀酸酯,甲基丙烯酸和甲基丙稀磺酸钠为原料共聚而成的减水剂有较好的流动性.
参考文献:
[1] 姜国庆1日本高性能AE 减水剂的研究进程及应用现
状[J ].化学建材,2000(2):42-44.
[2] Ed ward T .Sha wl ,Xinhan zhou.M ethod of making a wa 2
ter reducing additive f or ce ment:US,5985989[P ].1999.[3] 廖国胜,马保国,孙恩杰,等.新型聚羧酸类混凝土减
水剂中间大分子单体合成研究[J ].混凝土外加剂,
2004(2):2-3.
[4] 胡国栋,游长江,刘治猛,等.聚羧酸系高效减水剂酯
化反应动力学的研究[J ].化学建材,2003(4):38-40.
Study on the Esteri fyi n g Process and Ki n eti cs of
Polythylene -glycol and M ethacryli c Ac i d
S UN Yue 2sheng,OUY ANG J ie,WU Yong,X I O NG Ying
(School of Environm ental Science and Engineering,N anchang U niversity,N anchang 330029,China )
Abstract:The article adop ted the method of orthogonal design using Polyethylene Glycol (PEG )and Metha 2crylic Acid (MAA )t o esterify Polythylene -glycol -mono Methacrylate (P MA ),then using P MA ,MAA and Metha 2
crylic Acid Sulf onic Sodiu m (MAS )as ra w material t o synthesize Polycarboxylic type water -reducer .Moreover,t o analyze the effects of the esterificati on thr ough the size of the ce ment net fluidity .The result showed that the best technical conditi ons are:the molar rati o of ra w material MAA ζMPEG was 2.0ζ1,the reacti on ti m e was 6h;the reacti on te mperature was 130℃,the a mount of catalyst was 2%.The kinetics of esterificati on is discussed and ki 2netic equati on set up.
Key W ords:polyethylene glycol;methacrylic acid;water -reducer;esterifying
?
521?第2期 孙曰圣等:聚乙二醇与甲基丙烯酸的酯化工艺及动力学研究
常见有机反应类型总结
常见有机反应类型总结 1．常见有机反应类型与有机物类型的关系 基本类型有机物类别 取代 反应 卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等 酯化反应醇、羧酸、糖类等 水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等 硝化反应苯和苯的同系物等 磺化反应苯和苯的同系物等 加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应卤代烃、醇等 氧化 反应 燃烧绝大多数有机物 酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等 直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等 还原反应醛、葡萄糖等 聚合 反应 加聚反应烯烃、炔烃等 缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等与浓硝酸的颜色反应蛋白质(含苯环的) 与FeCl3溶液的显色反应酚类物质 2.判断有机反应类型的常用方法 (1)根据官能团种类判断发生的反应类型。 (2)根据特定的反应条件判断反应类型。 (3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。 1．化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过下图所示的路线合成：
(1)指出下列反应的反应类型。 反应1：______________； 反应2：________________； 反应3：______________； 反应4：________________。 (2)写出D 与足量NaOH 溶液反应的化学方程式：________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)氧化反应 取代反应 取代反应(或酯化反应) 取代反应 (2)＋3NaOH ――→ △ ＋CH 3COONa ＋CH 3OH ＋H 2O 2．请观察下图中化合物A ～H 的转化反应的关系(图中副产物均未写出)，并填写空白： 已知：①――→400 ℃ R —CH==CH 2＋CH 3COOH ； ②―――――→ 稀NaOH 溶液 。 (1)写出图中化合物C 、G 、H 的结构简式： C______________________，G_____________________________， H______________________。 (2)属于取代反应的有________(填数字代号)。 (3)属于消去反应的是____________。 (4)写出⑨的化学方程式并指明其反应类型：________________________________，________________________________________________________________________。 答案 (1)C 6H 5CH==CH 2 C 6H 5C ≡CH (2)①③⑥⑧ (3)②④⑦ (4) ＋2H 2――→催化剂 加成反应
1聚酯合成工艺
1聚酯合成工艺 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由单体对苯二甲酸乙二酯(BHET)经逐步增长的缩聚反应而成的。BHET的合成有两种方法 对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)的酯交换法(DMT法)， 反应式为DMT+EG=BHET+2CH30H 对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)的直接酯化法(TPA法)， 反应式为TPA+2EG = BHET+2H20 我们研究第二种 TPA和EG 直接酯化反应，形成含有BHET和少量短链低聚物的预聚体，而副产物水可以经分馏系统排出 酯化温度250 ----265 反应压力1.2~1.8x10 5 停留时间180~360MIN 聚合度4~6 在酯化阶段主要的设备一般是两个酯化反应器。 在PET合成中，要获得足够高的反应速度就必须用到催化剂，但是一些催化剂也会加速副反应的进行。酯化反应，还有酯基转移反应可以分别用质子或羧基官能团催化。在酯化反应中，羧基的浓度是足够高的，而不需要再额外添加催化剂。然而，在一些工业化生产中，其金属催化剂和稳定剂却都是在这一反应阶段加入的。在缩聚过程中，羧基的浓度因太低而不足以有效地催化反应，因此要加入合适的催化剂是不可避免的，锑系化合物是目前最常用的缩聚催化剂。酯化和缩聚过程都是可逆平衡反应，通常是在催化剂存在下进行。因此优选催化剂、有效控制最佳工艺条件、促进平衡向产品方向移动，是工艺过程的关键问题。从体系状态看，固体TPA在反应条件下只能部分溶于EG，因此反应过程前期为固一液非均相体系。在酯化过程中，TPA首先通过扩散作用溶解于EG，然后溶解于液相中的TPA与EG进行均相酯化反应。TPA在EG—BHET中溶解速度随着低聚物的增加而增大，当全部溶解即出现清晰点，这时开始均相反应，一般酯化率在85％左右达到清晰点【6】。TPA和EG酯化过程中不断脱出水，且TPA溶于预聚体，体系逐渐由非均相向均相转化，由混浊趋向透明，达到清晰点。在过程由酯化向缩聚过渡中 EG和TPA完成酯化反应时其反应所需的摩尔比为2：1，即两个EG分子与一个TPA分子发生酯化反应生成1个分子的BHET。但是，从最终产品的结构来看，EG和TPA完成整个反应时所需的摩尔比接近1：1。即n个EG分子与n个EG分子缩聚得到1个PET大分子。所以，从原料配比来看，TPA与EG的摩尔比理论上应该是1：1投料，但配制后的浆料则需要按2：1的配比首先进入酯化反应。 酯化工艺对反应器的要求 酯化过程主要目标是达到缩聚工艺要求的酯化率 不同的缩聚工艺对酯化率要求稍有差异(96%～98%)。酯化反应是一个可逆平衡反应,在一定工况条件下存在一个反应所能达到的最高酯化率,即它的平衡酯化率。降低反应压力、增大原料量比,可以提高平衡酯化率,而温度变化对平衡酯化率影响很小。在压力高于常压条件下平衡酯化率只能达到95 %～96 % ,在反应压力降低到接近常压,平衡酯化率可以提高到97 以上。酯化过程需要从外界吸收大量热,包括物料的升温,水和乙二醇的蒸发以及酯化反应本身的吸热等。为此要求反应器提供相应热负荷。在酯化过程,有大量的水和乙二醇从物系中脱除。不同酯化工艺下的蒸发强度不同,对反应器中蒸发空间大小的要求也不同。高的原料量比、较低反应压力都会使反应器中蒸发强度大大增加。
聚酯装置流程与聚酯生产概述
聚酯装置流程与聚酯生产概述-----------------------作者：
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第一章 聚酯装置流程介绍 18万吨/年聚酯装置是中国纺织设计院设计的国产化生产线, 在工艺上以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，采用直接酯化连续缩聚的五釜工艺流程,装置设计负荷为日产500吨。该聚酯装置具有单系列生产能力大、生产弹性大、化工料品种少、原料消耗低、三废少等特点。在控制系统上，聚酯装置采用了先进的集中分散DCS 控制系统，具有操作控制方便、人机联系好、功能齐全、可靠性高等特点。 本聚酯装置的产品为半消光纤维级聚酯熔体及切片，可用于直接纺制涤纶长丝或短纤。 聚酯生产装置包括主生产装置和辅助生产装置两大部分。主生产装置包括以下生产工序： （一）PTA 卸料及输送（设PTA 库房两座，两座库房面积共9800m 2，贮存周期约25天） （二）浆料制备 （三）酯化（第一、二酯化及工艺塔） （四）预缩聚（第一、二预缩聚，预聚物过滤及输送） （五）终缩聚（终缩聚、熔体输送及过滤） （六）切片生产、输送及包装 （七）尾气淋洗 （八）催化剂制备 （九）消光剂制备 辅助生产装置包括以下部分： （一）热媒站（配备单台热负荷800万大卡的热媒炉三台，两用一备） （二）罐区（设容积5000m 3的乙二醇贮罐两个，贮存周期约52天；设容积1000m 3的燃料油贮罐两个，贮存周期约32天。） （三）过滤器清洗 （四）化验室 聚酯装置主工艺流程图如下: 终缩聚 预缩Ⅱ预缩Ⅰ酯化Ⅱ酯化Ⅰ浆料配制EG动力蒸汽
外购原料PTA通过叉车将PTA贮存于PTA仓库,人工将PTA投入链板输送前的小料仓后,用链板输送方式将PTA送到聚酯大楼的日料仓。另一主要原料乙二醇贮存在罐区，用泵通过管线送入车间。催化剂三醋酸锑（或乙二醇锑）用桶装、消光剂二氧化钛用袋装运入聚酯大楼四楼。 聚酯装置主要由催化剂配制、二氧化钛配制、浆料配制、酯化、缩聚、切片生产及包装等几个工序组成。酯化缩聚设置了五个反应器，其中两个是酯化反应器，两个是预缩聚反应器，一个后缩聚反应器。两个酯化反应器为立式搅拌釜，设内盘管加热，两台反应器共用一个分离乙二醇和水的工艺塔。第一预缩聚反应器为立式槽，不设搅拌装置，用液环真空泵产生真空。第二预缩聚反应器和后缩聚反应器为圆盘转子式，两个反应器共用一套三级乙二醇蒸汽喷射泵系统(它用液环泵作排气的)，在每个缩聚反应器和它的真空装置间设刮板冷凝器。在第二预缩聚反应器和后缩聚反应器之后分别设有熔体过滤器。从终缩聚反应器出来的熔体每天300吨供应长丝八条生产线，每天200吨供应另外的长丝四条生产线，其余大约有每天20--40吨熔体通过水下切粒机生产半消光切片，本装置配有两台切粒机，切出的切片通过干燥装置后，用气相脉冲输送方式将切片送至切片料仓，打包后出厂。 辅助装置有：热媒(HTM)系统（主要由三台800万大卡的热媒炉组成）、过滤器清洗等辅助设施。本装置用液相热媒作反应器等设备、管线的加热和保温，共设置了十一个二次热媒回路，分别服务不同的使用点。 聚酯生产中的每一段工序其作用分别简要说明如下： 1、浆料配制 原料PTA自PTA储存料仓采用星型给料器出料，通过振动筛去除夹带的异状物，质量流量计连续计量后，送入浆料调配槽。原料PTA和MEG以及催化剂溶液按规定比例连续送入浆料配制槽中，由特殊设计的搅拌器使之充分混合并配制为恒定摩尔比（MEG/PTA）的浆料，经浆料输送泵连续送入酯化反应器中。 2、酯化反应 酯化反应系统共设置两台酯化反应器。在第一酯化反应器中酯化率可以达到91%；第二酯化反应器后控制酯化率在96.5%左右。通过调节反应器的温
酯化法
酯化法： 是利用酸和醇的酯化反应,向浓度范围在10%到30%之间的醋酸水溶液中加入醇,在无机酸的催化下发生酯化反应。从而达到生成酯并分离醋酸的目的,酯与水的沸点相差较大,所以可以采用普通精馏方法将生成的酯分离,然后水解可得到醋酸和醇。 案例1：张章福等就利用醋酸和乙醇的酯化反应,以含醋酸的废水生产醋酸乙酯。开发出了一套新工艺,小试成功后,在椒江市光明化工厂实现了该工艺的工业化。生产出来的醋酸乙酯达到了工业级的标准,并收到了良好的经济效益。 案例2：辽宁石油化工大学石油化工学院刘春生等采用酯化法，以十二烷基磺酸铁为催化剂使异辛醇与醋酸反应，对质量分数为6%的低含量醋酸水溶液的处理进行了研究。考察了反应时间、催化剂质量、醇酸摩尔比等因素对醋酸转化率的影响。结果表明，当质量分数为6%的醋酸溶液为100mL 时，醇酸摩尔比为3∶1，十二烷基磺酸铁质量为0.6g，99℃下反应6h 后醋酸转化率达68.6%。不仅有效地降低了溶液中的醋酸含量，产物乙酸异辛酯还是重要的化工产品，具有环保和经济双重价值。此法具有催化剂用量少、不水解、反应条件温和、速度快、转化率高、无污染等优点，操作简单安全，有着良好的实用前景。 络合萃取法： 案例：大庆石油化工总厂采用萃取—蒸馏和萃取—反萃取工艺选择了 N235 与磷酸三丁酯混合萃取剂回收大庆石油化工总厂废水中的醋酸,回收率达到 90%以上,并且大大的降低了废水的 COD 。以叔胺为络合剂的三元混合萃取剂实验了脉冲筛板塔萃取分离醋酸稀溶液过程,并对萃取剂的再生和回收做了详细的研究,结果表明该萃取剂具有良好的稳定性,可以多次循环使用。 合成醋酸盐法 合成醋酸盐法是通过对浓醋酸废水或稀醋酸废水经过浓缩后，加入一些化合物，经过反应而生成醋酸盐。直接用含醋酸质量分数为 30%～40%废醋酸液与质量分数在 98%以上的纯碱为原料合成能广泛运用于化工行业和医药行业中的三水醋酸钠。该法进行了工业化试验取得了满意效果，得到的醋酸纳产品符合国家标准。 方法1：合成醋酸钙镁盐 醋酸钙镁盐（CMA）是醋酸钙和醋酸镁的混合物，是一种环保型化学品，可作为替代氯化钠作为高速公路除冰剂，但其价格较氯化钠高，只能用于环境控制要求严格的地区，若使用价格低廉的废醋酸作为原料生产 CMA，将会极大地降低 CMA 生产成本，又能从根本上治理醋酸废液。用三辛胺萃取醋酸废水中的醋酸，加入白云石灰乳反萃，制得环保型除冰剂醋酸钙镁盐（CMA），采用该法处理稀醋酸，工艺简单、醋酸利用率高。 萃取法： 强萃取能力的萃取剂主要是叔胺类化合物的三辛胺（TOA）和磷酰类化合物的氧化三辛膦（TOPO）。大庆石化公司研究院张春燕等[10]用50%N235+30%正辛醇+20%磺化煤油混合溶剂为萃取剂，用35%氢氧化钠反萃取，对6.8%的醋酸废水进行萃取试验研究。试验结果表明，混合溶剂对废水中的醋酸的萃取率可以达到95%，反萃取率为98.4%。经过萃取-反萃处理后，醋酸废水总排量的COD 指标可下降15%~20%，减少了对环境的污染。
酯化反应
第2课时乙酸和乙醇的酯化反应 课前预热 1.乙酸和乙醇在浓硫酸存在下加热，乙醇中的________键断裂，乙酸中的________键断裂，生成了________和________。这种________跟________在加热条件下生成酯和________的反应叫做________反应。 2.乙酸是重要的有机化工原料，也是一种有机________。在染料、油漆、塑料、维尼纶、醋酸纤维等生产过程中都需要大量的乙酸。用乙酸制取的铝盐、铁盐和铬盐是染色的________。 拓展延伸 1.乙酸和乙醇酯化反应的方程式为： 2.乙酸乙酯是无色透明液体，有水果香。易挥发，对空气敏感，能吸水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。乙酸乙酯微溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水小。 3.乙酸乙酯在酸性或碱性条件下微热会发生水解： 酸性条件下：CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH 碱性条件下：CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COONa + CH3CH2OH 4.实验室里用乙醇与乙酸在浓硫酸的吸水和催化作用下加热制取。反应器常用烧瓶或试管，并有回流装置，并用冷凝管蒸出乙酸乙酯。接受器里放有饱和碳酸钠溶液，以除去酯中杂入的乙酸并降低酯在水里的溶解度。工业上还用乙醛缩合法制取。需催化剂、助催化剂，使2分子乙醛生成1分子乙酸乙酯。 5.乙酸乙酯大量用做清漆、硝化纤维、涂料和有机合成的溶剂等，此外，还可以于人造香精、香料、人造皮革等的制造。 【典例精析】实验室制取乙酸乙酯的实验中，加入浓硫酸的作用是什么？为什么要加入过量的乙醇？为什么要加入沸石？饱和碳酸钠的作用是什么？ 【分析】实验室制取乙酸乙酯的实验中，浓硫酸有催化剂和吸水的作用；该反应是可逆反应，加入过量乙醇可以是平衡正向移动，提高乙酸转化率和乙酸乙酯产率；加入沸石可以防止爆沸；饱和碳酸钠可以出去酯中杂入的乙酸，并降低酯在水中的溶解度。 【答案】作为催化剂，吸水提高乙酸乙酯产率防止爆沸除去杂质乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度 【变式训练】“酒是陈的香”，就是因为酒在贮存过程中生成了具有香味的乙酸乙酯，在实验室我们也可以用如图所示装置制取乙酸乙酯。回答下列问题： (1)写出制取乙酸乙酯的化学方程式：__________________________________________，反应类型为：_____________。 (2)B试管中饱和碳酸钠的主要作用是__________________________________________。 (3)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠的液面上，不能插入溶液中，目的是防止
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计
化工原理课程设计-填料吸收塔的设计
课程设计 题目：填料吸收塔的设计 教学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月31 日
《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸 收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时 处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充 新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明 书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程 和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计 算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。 设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作 条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算； 设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日
醇酸树脂的酯化工艺
脂肪酸法或醇解法生产醇酸树脂的酯化工艺上都是采用溶剂法脱水。因为醇酸树脂最基本的化学反应是酯化反应，反应产生的水必须及时除去，酯化反应才得以深度进行。熔融法靠不断通入惰性气体以帮助搅拌，排出酯化反应产生的水汽和防止反应氧化。而溶剂法是利用有机溶剂作为共沸液体带出水帮助酯化， 在酯化阶段加入反应物量的3%～5%的溶剂（主要是二甲苯）。脂肪酸法制醇酸树脂时，在投入多元酸、多元醇、脂肪酸同时加入溶剂，升温进行酯化，共沸脱水。醇解法生产醇酸树脂是在完成醇解反应加完苯胺后，加回流二甲苯。溶剂法反应温度比较容易控制，通过增减溶剂来进行调节。表1 用量与沸点的关系 溶剂用量/% 沸点/℃ 二甲苯 3 251～260 二甲苯 4 246～251 二甲苯7 204～210 溶剂法生产醇酸树脂，在反应釜上装有蒸汽加热的分馏柱，柱内装有填料。这个设备有利于含有低沸点成分的配方，如含有苯甲酸（沸点249℃）、乙二醇（沸点198℃），如果没装分馏柱则损失太大。两一个优点是有利于溶剂和水的分离，加快酯化反应的进行。分馏柱用蒸汽加热，可使酯化生成的水蒸出，而其他醇和酸、部分溶剂回流回收。 注意经冷凝器回到反应釜内的二甲苯温度不可过高，这是因为在较高的温度下水在二甲苯中的溶解度将增大。表2 水在二甲苯中的溶解度 表3 苯二甲酸酐在二甲苯中的溶解度 温度/℃10 25 40 55 70 如果带回反应釜的水增多，不利于酯化反应的进行。特备是在酯化反应的后期出水很少，二甲苯带回到水将延长反应时间。反之，低温会使苯酐在二甲苯中的溶解度下降，有造成冷凝器被堵得危险（表3）。返回反应釜的二甲苯应控制在25～40℃，反应生成的水，应收集计量，以便了解酯化反应进行的程度。 本文来自：https://www.wendangku.net/doc/6516088508.html,中国新型涂料网
聚酯装置生产操作工(直接酯化法)(高级工题库)
1、我国国内现在聚酯生产采用的技术方法多为酯交换法。答：× 正确答案：我国国内现在聚酯生产采用的技术方法多为直接酯化法。 2、生产聚酯的主要技术方法中，生产时有甲醇产生的是()。 A、直接酯化法 B、酯交换法 C、EO法 D、以上都有答：B 3、生产聚酯的主要技术方法包括()。 A、直接酯化法 B、酯交换法 C、EO法 D、流化床法答：A,B,C 4、开车前PTA浆料调制时，应该先进乙二醇，当()，才可以启动PTA下料系统。 A、乙二醇将罐底充满时 B、乙二醇达到一半液位时 C、乙二醇没过搅拌叶时 D、浆料罐有液位显示时答：C 5、开车前PTA浆料调制应提前确认()。 A、料仓内已有足够的PTA B、乙二醇能保证随时供应 C、催化剂能保证随时供应 D、酯化釜可随时接料答：A,B,C 6、氦检漏是通过真空泵将泄漏点外部注射的氦气吸入到氦检仪内，使氦检仪检测到氦气的增多，从而判断泄漏。答：√ 7、氦检漏进行检漏时，氦气是注射在()。 A、被检测系统内 B、被检测点外部 C、氦检仪内 D、氦检仪冷凝罐内答：B 8、装置开车前需要对自动阀进行检查的是()。 A、自动阀动作是否与要求一致 B、自动阀是否处于全开状态 C、自动阀是否处于全关闭状态 D、自动阀是否能够动作答：A 9、开车前阀门确认的要点包括()。 A、各反应釜之间阀门关闭 B、物料管线上各取样阀在升温时打开防止憋压，在开车排料时关闭 C、各自动阀动作正常 D、各反应釜氮气管线阀门打开答：A,B,C 10、氦检仪应与被检测系统的最低点相连接。答：× 正确答案：检仪应与被检测系统的最高点相连接。 11、氦检仪的启动顺序是()。 A、先启动氦检仪再启动真空泵 B、同时启动氦检仪和真空泵 C、先启动真空泵再启动氦检仪 D、没有启动先后顺序的要求答：C 12、真空系统进行氦检漏时应注意保证氦检漏仪入口冷凝罐内随时都有液氮冷凝。答：√ 13、真空系统氦检漏时应注意()。 A、保证系统在常温状态 B、保证系统在高温状态 C、保证系统内尽量干燥 D、保证系统内没有物料答：C 14、氦检仪启动时首先应注意()。 A、氦检仪是否运转正常 B、真空泵的性能 C、真空泵电机正反转 D、氦检仪的氦气显示量答：C 15、热模拟时，当酯化釜压力上升应完全打开压力控制阀防止压力上升。答：× 正确答案：热模拟时，当酯化釜压力上升应将压力控制阀打开一个小的开度，保证酯化I釜压力进一步缓慢上升至规定值。 16、热模拟操作的最终标准是()。 A、系统温度达到规定值 B、系统压力达到规定值 C、系统液位达到规定值 D、系统达到平衡状态答：D 17、热模拟时，当工艺塔塔中段温度高于()时，开始塔顶水喷淋。 A、80℃ B、100℃ C、150℃ D、178℃答：B 18、热模拟时应有规律的稳步提高酯化釜和工艺塔温度。答：√ 19、热模拟前应确认的是()。 A、酯化系统温度已到设定值 B、酯化系统压力已到设定值 C、酯化系统已具备开车条件 D、PTA浆料已调制答：C 20、酯化系统开车前应确认()。 A、温度已达到设定值 B、压力已达到设定值 C、液位已达到设定值 D、热模拟已达到平衡答：D 21、酯化系统开车前，PTA浆料系统应处于()。 A、浆料系统正要开始调制 B、浆料系统正在调制过程中 C、浆料已调制完毕，打循环 D、已调制完毕，浆料泵停止答：C 22、酯化系统开车前应具备的条件有()。 A、热模拟已达到平衡状态 B、PTA浆料已调制完毕，正在打循环 C、酯化釜液位已手动控制 D、酯化釜搅拌已经启动答：A,B,C 23、预聚系统开车前应确认()。 A、产量已达到设定值 B、真空度已达到设定值 C、液位已达到设定值 D、以上都对答：B 24、预聚系统进料时，酯化釜应处于()。 A、物料已经没过盘管 B、液位低报已经消除 C、液位已接近规定值 D、液位已到达规定值答：C 25、预聚系统开车前应具备的条件有()。 A、预聚系统热媒已循环并升温 B、预聚真空系统开始填充EG C、预聚系统真空已抽至规定值 D、酯化系统已运转答：A,C,D 26、终聚系统进料时，预聚釜应处于()。 A、搅拌器正准备启动 B、液位低报已经消除 C、液位已接近规定值 D、液位已到达规定值答：C 27、终聚系统进料前，预聚输送泵应该()。 A、直接启动向终聚釜进料 B、先盘泵再启动 C、先排料再向终聚釜进料 D、先盘泵再启动泵排料再向终聚釜进料答：D 28、终聚系统开车前应具备的条件有()。 A、终聚系统热媒已循环并升温 B、真空喷射泵已运转 C、终聚系统真空已抽至规定值 D、预聚系统已运转答：A,B,C,D 29、真空泵的性能可根据空负荷下真空泵所能抽下的最低
有机化学反应类型总结
有机化学反应类型总结 1、取代反应 定义：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应称为取代反应。 （1）能发生取代反应的官能团有：醇羟基（－OH）、卤原子（－X）、羧基（－COOH）、酯基（－COO－）、肽键（－CONH－）等。 （2）能发生取代反应的有机物种类如下图所示： 2、加成反应 定义：有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合，生成别的物质的反应，叫加成反应。分子结构中含有双键或三键的化合物，一般能与H2、X2（X为Cl、Br、I）、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应。 1．能发生加成反应的官能团：双键、三键、苯环、羰基（醛、酮）等。 2．加成反应有两个特点： ①反应发生在不饱和的键上，不饱和键中不稳定的共价键断裂，然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种（不同于取代反应）。 说明： 1．羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2．醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3．共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 定义：有机化合物在适当条件下，从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（双键或三键）化合物的反应称为消去反应。发生消去反应的化合物需具备以下两个条件： （1）是连有—OH（或—X）的碳原子有相邻的碳原子。 （2）是该相邻的碳原子上还必须连有H原子。
（1）能发生消去反应的物质：醇、卤代烃；能发生消去反应的官能团有：醇羟基、卤素原子。 （2）反应机理：相邻消去 发生消去反应，必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子，否则不能发生消去反应。如CH3OH，没有邻位碳原子，不能发生消去反应。 4、聚合反应 定义：有许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应。 聚合反应有两个基本类型：加聚反应和缩聚反应 （1）加聚反应： 由许多单个分子互相加成，又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应。烯烃、二烯烃及含C=C的物质均能发生加聚反应。 烯烃加聚的基本规律： （2）缩聚反应： 单体间相互结合生成高分子化合物的同时，还生成小分子物质的聚合反应，称为缩合聚合反应。 酚和醛、氨基酸（形成多肽）、葡萄糖（形成多糖）、二元醇与二元酸、羟基羟酸等均能发生缩聚反应。 （1）二元羧酸和二元醇的缩聚，如合成聚酯纤维： （2）醇酸的酯化缩聚： （3）氨基与羧基的缩聚 （1）氨基酸的缩聚，如合成聚酰胺6： （2）二元羧酸和二元胺的缩聚： nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2(CH2)6NH2 =[CO(CH2)4CONH(CH2)6NH]n+2nH2O 5、氧化反应与还原反应 1．氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。 能发生氧化反应的物质和官能团：烯（碳碳双键）、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。
微波化学反应动力学
微波化学反应动力学 微波对化学反应速率的影响 早在1967年Williams.N.H就报道了用微波加快某些化学反应的实验研究结果。1986年Gi guere.R.J(1)等人发现用微波辐射4-氰苄基苯氧离子与氰苄的SN2亲核取代反应可以使反应速率提高1240倍,从而引起化学家对微波可加速化学反应的作用的高度重视。此外,化学家注意到,微波不仅可以加快化学反应,而且在一定条件下还可以抑制反应的进行,也可以开 辟反应的新途径。以下举些实例说明微波对化学反应速率影响的程度。 (ⅰ)微波对有机合成反应的加速作用 以酯化反应为例。羧酸与醇作用生成羧酸酯的反应,是最早应用微波的有机反应之一,1986年,Gedye(2,3)将密封的反应器(300ml的Brghof反应瓶)置于微波炉中,研究了苯甲酸与醇的酯化反应,并与传统加热方法使之反应加以对比,结果列于表8-3 表8-3 微波加热与传统加热对苯甲酸酯化反应速率影响的对比 注:表中C-传统加热,W-微波加热 表8-3表明,微波对酯化反应有明显加速作用,特别对低佛点的醇(甲醇)的酯化作用加速的更明显,速率提高96倍。 再如,刘福安(4)等研究了反式-丁烯二酸与甲醇的双酯化反应,微波作用下仅回流50min，产率达82％，若达相近的产率而采用传统加热法却需480min： HOOC H H2SO4 H COOCH3 C=C +2CH3OH C=C +2H2O H COOH CH3COOC H 又如，Baghurst.D.R(5)利用微波合成铑和铱的二烯烃化合物，该反应使用传统加热法需在水和乙醇溶液中回流4－36h，而用微波炉只需45~50s，产率分别为91％和72％： MCl3·xH2O+C8H12→[M(C8H12)Cl]2 (M=Rh或Ir) 微波技术还能应用于芳香环上的金属取代反应，配位体的再分配反应、络合物的合成反应等，如 Ph3Bi+3BiCl3=3PhBiCl2 上述反应用传统加热反应需在异丙醇中回流3~4h，产率为30％~68％，而用微波加热，只需6min，产率64％。 （ⅱ）微波对无机反应的加速作用 在微波作用下的烧结反应，亦有显著效果，如Baghurst(6)等，曾用500W家用微波炉成功地合成了一系列陶瓷氧化物，反应物料约20g，与传统加热方法相比，反应时间大大缩短，
直接酯化法聚酯生产工艺原理
直接酯化法聚酯生产工艺原理 §1-1 反应机理 用PTA 和EG 为原料合成PET 的主要化学反应包括酯化反应和缩聚反应。 一、酯化反应： 想象一下这样的化学实验：将一定MR 比的EG/PTA 浆料加入到带有搅拌器、分馏塔的反应器中，开始搅拌、逐步升温，则PTA 和EG 开始发生化学反应。在所发生的化学反应中，固态粉末状的PTA 和液态EG 之间所发生的酯化反应反应速率很慢，一般忽略部不计。在酯化反应的初始阶段，固态PTA 和EG 之间进行的酯化反应分为如下两步：固态粉末状的PTA 溶解于EG/酯化物的混合物中，已溶解的PTA 在高温下与EG 发生酯化反应，生成酯化物；其中主要的酯化物是对苯二甲酸双羟乙酯（简称BHET ）。反应的方程式如下： PTA （固体） PTA （液体） （包括2～5聚体） 由于PTA 在EG 中的溶解度很小，在酯化反应的开始阶段，反应体系是一个固液非均相体系。因为PTA 的溶解速度远大于已溶解的PTA 和EG 之间的反应速度，溶液中的PTA 总是处于饱和状态，所以在酯化反应的初始阶段，化学反应是控制步骤，此时的反应速率与PTA 和EG 的浓度无关，只是依赖于反应温度，该化学反应是零级反应。 由于PTA 在反应混合物中的溶解度远比在纯EG 中的溶解度大，随着反应的进行，PTA 的溶解度逐渐增大。当达到一定的反应程度时，PTA 完全溶解，反应进入均相酯化反应阶段，这时的酯化率就称为“清晰点”（Es 约为89％）。至此，酯化反应速率将随着PTA 和EG 浓度的改变而变化；这阶段的酯化反应可近视看作二级反应。 酯化反应是一个微放热的可逆反应，其化学平衡常数比较小，必须将反应产生的水不断除去，才能使酯化反应不断地向正反应方向进行下去。因此，在酯化反应阶段，都设有用于分离和去除水的工艺塔。酯化反应时由于PTA 上的羧基电+2CH 2OH 2OH COOH COOH +2 H 2O HOCH 2CH 2O C O CH 2CH 2OH O C O
乙酸的酯化反应教学设计
乙酸的酯化反应教学 设计 Revised on November 25, 2020
乙酸的酯化反应教学设计 一、教材分析 乙酸是第三章第三节“生活中两种常见的有机物”其中的一种，是典型的烃的衍生物。在学生对乙酸初步认识基础上，帮助学生打好进一步学习的方法论基础，同时鼓励学生用学习到的知识解释常见有机物的性质。 酯化反应是高中有机化学中的重要知识点之一，通过对乙酸的酯化反应这一实验的完成，系统的呈现出有机物制备的基本思路、基本方法及基本技能，使学生不断对固有的思维及实验装置产生质疑，在质疑中进行探究，对化学实验的思路及装置持续进行改进，从而优化出一套理念先进的实验体系。同时，通过这一内容的学习，也有利于学生思维能力和学科素养的提高。 二、学情分析 在初中化学中，学生对乙酸已有了初步的认识与了解。学生在学习这一节课之前，已经学习了乙醇的知识以及乙酸的结构和物理性质及乙酸的酸性，初步掌握了学习有机物及其性质的方法。在以上两点的教学基础上，学生通过预习听讲基本掌握本节课的知识，并通过课后习题练习进行能力的进一步提高。而且，在乙醇的内容学习过程中，学生已接触过物质的结构、性质和用途的科学关系，在此节课上学生可继续加以应用。三、教学目标1、知识与技能目标（1）掌握乙酸的酯化反应的化学方程式，理解酯化反应的概念。 （2）从结构的角度初步认识乙酸与乙醇的酯化反应（3) 了解酯化反应在生活中的应用，能结合相关知识解释。
2、过程与方法目标（1）通过操作乙酸的酯化反应实验，提高学生实验观察、实验现象准确描述、分析的能力。（2）培养学生对知识的分析归纳、总结的思维能力与表达能力。 （3）培养学生提出问题、解决问题的能力。 3、情感态度价值观（1）通过实验的分组与探究，激发学生学习的兴趣和求知欲望。（2）通过学习乙酸在生活中的应用，培养联系生活的意识，赞赏化学对人类生活的贡献。四、教学内容（1）通过分组实验的过程与结果，讲解本节课内容，乙酸与乙醇的酯化反应，并解答疑问分析反应方程式，探究酯化反应反应机理。 （2）以科学性为原则，对实验装置进行改进。 （3）本节课的小结。五、重点难点（1）教学重点：乙酸的酯化反应。 （2）教学难点：酯化反应的实质。 六、教学方法策略 本节课总体上从生活实际入手，引导学生进行思考分析，深入学习知识点，最后再回到生活的实际应用中。具体使用了一下教学策略：情境创设法：引导学生去闻摆在面前水果的香味。 （1）问题引入法：通过“水果的香味”的问题引入到本节的学习内容。通过比较贴近生活的问题引入到比较枯燥的重难点内容，可以激发学生的学习兴趣，增加知识的可接受程度。 分组实验法：①通过分组实验可以激发学生的学习兴趣和对这个知识点的好奇心，同时亲自动手，使学生感悟实验中必须遵守的原则与细节。②从学生观察实验现象入手，引导学生分析产生现象的因果关系和本质联系，从而了解学习
酯化岗位工艺操作规程
酯化岗位工艺操作规程 1检查： 认真检查清理酯化釜设施、确认所要加料的酯化釜的所有管道、阀门是否完好，开闭是正确，2进 DD油： 确认阀门的开启情况后，启动原料泵，通过酯化釜流量计来控制泵的起停，将原料罐中的DD油定量（4500KG ，5M3）地打进有关酯化釜中，关闭进料阀门，要求DD油水分在0,6%以下，如果水分大于0.6%,原料在酯化釜中，达不到要求，要就真空脱水。DD油每釜必须检水分 3 进甲醇 确认阀门的开启情况后。启动甲醇泵，由甲醇流量计控制泵得启停，将甲醇定量（1350KG,1.7M3）地打入有关酯化釜中，关闭进料阀门。 2．3进硫酸 浓硫酸储罐中的浓硫酸经过硫酸泵打入酯化车间屋面平台上的浓硫酸高位槽中以备用。 计录浓硫酸高位槽中的初始刻度，（硫酸高位槽直接以上14.6cm），开启搅拌，然后缓慢的开启浓硫酸加料阀门。切记，浓硫酸必须缓慢的加入。 3一次酯化：确认阀门开启状况，缓慢的开启蒸汽阀门，并开启蒸汽疏水旁通阀门放水后，安照正常程序对物料加温，使物料温度上升到68/72’C，维持恒温对物料进行回流酯化，回流适中开始计时，时间为什么2.5hr。 4测酸价：回流酯化反应2.5hr后，从取样口取样，送酯化液到化验室测定酸价，同时在此段时间中，酯化照常进行。如果酸价小趋于额定值，则进入下一步；如果酸价大于额定值，则继续酯化0.5hrr后，继续取样测定酸价（此过程可往复操作，直到酸价小于3为止）。 5静置、分水：酯化合格后，物料静置0.5hr，打开出料口分水，硫酸和甲醇的混合液，反复静置把水，硫酸和甲醇的混合物分干净，检测酯化液水分在0.6以下合格。把分出的水排入低醇水罐内。 6 酯交换： 6.1在甲酯碱高位槽中人工加入固体片碱（90Kg或甲醇钠75KG, 5.5吨120公斤）。确认阀开启情况后，用甲醇钠泵把物料打入高位槽，特别注意不要打过量，启动搅拌搅匀待用 6.2片碱完全溶于甲醇后。开动甲醇碱高位槽循环泵使溶解后的加醇碱溶液慢慢加入酯化釜。开始加加醇碱时不要太快。以防溢釜，待回流正常时，再大量投料量，甲醇碱投完后，关闭相应的阀门，开启蒸加热阀门，使物料温度上升到68—72 后维持恒温对物料进行回流酯化。正常时计时，时间为3.0HR. 7 二次酯化；待回流酯教换3.0HR以后。再开启浓硫酸阀门，向酯化釜中加入定量（135KG）的浓流酸进行补充酯化，时间2.5HR,温度68-72. 加酸时缓慢加入，不要太快。 8 测酸价；反应2.5HR后，从取样口取样。送化验室测定酸价。同时在此段时间内。酯化照常进行。如果酸价小于额定值，则进入下一步；如果酸大于额定值2.5，则酯化0.5HR后继续取样测定酸价（此过程可往复操作，只到酸价小于额定值为只） 9 静置。分水；酯化合格后，停止搅拌，物料静止0.5HR，打开出料口分出水，硫酸甲醇的混合液，把分出的混合液体排放到低位罐。似水非水似油非油物全分到低醇水罐。10 第一次水洗
聚酯工艺操作工试题
2017年CP1测试题甲班版 一．填空题（30分） 1.写出酯化一的液位计有浮筒液位计和压差液位计类型，位号分别是AB40A11LR01和AB40A11LR02（4分） 2.63E03设备是提供真空系统的动力蒸汽，其压力设定是1480mbar。（2分） 3.SSP的热媒低排可以排至XA40A50V01和XA30A32V10/11.（2分） 4.SSP的氮气露点-40℃，公司干燥单元采取时间控制模式，目前是11小时。（3分） 5.露点高的主要影响是循环氮气中的水含量高了，小分子不易脱出，切片高温含水导致降解，主要影响粘度，目前我们采取的防范操作是在再生是温度70度以上时每半小时中控排水一次，现场在分子筛冷却过程10-20分钟间手动排一次。（4分） 6.工艺塔的作用是分离EG和水，降低水中的EG含量，塔顶的EG含量要求小于0.5%（2分） 7.固相缩聚的产量是由25QM01旋转喂料器决定的,固相缩聚装置中的氮气补加量由系统压力控制.（2分） 8.1MPA=10bar;1mbar=0.1kpa（2分） 9.化学需氧量用COD表示.(1分) 10.5S管理的内容是整理整顿清洁清扫素养（2分）
11.生产基础切片CR8828F的催化剂是由浆料釜加入,磷剂由酯化二加入;生产CR8828的催化剂是由酯化二加入,磷剂浆料釜加入。（4分） 12.热媒高位槽位号是XA30-A32V01,它存在的作用是缓冲、脱水排气。（2分） 二．判断题（15分） 1.催化剂的用量过多会导致切片b值增加，而a值变小。（√） 2.在熔融缩聚中，为了排除小分子，通常采用提高真空度的方法和物料薄层操作。（√） 3.我公司使用的一次热媒为氢化三联苯，其凝固点为12摄氏度。（×） 4.IPA是类似PTA的一种苯基二羧酸，两者的主要不同在于端羧基在苯环的位置不同，如果用IPA来代替PTA分子，就会在PET链的结构中产生更多的棱角，最终产品的属性也会发生诸如更低的熔点、更低的玻璃化温度等变化，IPA的使用最终降低了产品的透明度。（×） 5.SSP的氮气净化系统既有化学过程又有物理过程。（√） 6.预热器出料设计了4根出料管是为了防止漏斗效应。（√） 7.在中控对一般控制模块打校验，其控制块的状态（控制模式）不会发生改变。（×） 8.离心泵的泵壳即是汇集叶轮抛出液体的部件，又是流体机械能的转换装置。（√）
酯的合成方法研究
酯的合成方法研究 刘 聪 东北大学理学院高分子化学与物理 羧酸酯是一类重要的化工原料 ,它的用途相当广泛 ,可用作香料、溶剂、增塑剂及有机合成的中间体；同时在涂料、医药等工业中也具有重要的使用价值[1]。作为液晶化合物最基本和最重要的中心桥键之一，酯基的合成具有十分重要的意义。在过去很长一段时间里，酯的合成主要是采用一些经典的方法，如酸催化、酰氯法、酯交化法等；随着对各种新的催化剂和有机反应机理的研究，出现了一些新颖的合成方法，如Mitsunobu 反应、Steglich 酯化法、CAN 催化法、Me 3SiCl 催化法、DBU 催化法等等[2]。对这些新的合成方法进行研究，有助于在实验室推广采用更简单、更有效、更温和的方法合成羧酸酯，并进一步实用于工业化生产。 一、经典酯化反应 1、酯化反应机理： 羧酸与醇在催化剂作用下生成酯。例如： CH 3COOH + HOC 2H 5 CH 3COOC 2H 5 + H 2O H 酯化反应是可逆反应。为了提高酯的产率，可采取使一种原料过量(应从易得、 价廉、易回收等方面考虑)，或反应过程中除去一种产物(如水或酯)。工业上生产乙酸乙酯采用乙酸过量，不断蒸出生成的乙酸乙酯和水的恒沸混合物(水6.1%，乙酸乙酯93.9%，恒沸点70.4℃)，使平衡右移。同时不断加入乙酸和乙醇，实现连续化生产[3]。 羧酸的酯化反应随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同，可以按照不同的机理进行。酯化时，羧酸和醇之间脱水可以有两种不同的方式： R C O O H HO R' R C OH H O O R' R ，R ’分别是烷基。(Ⅰ)是由羧酸中的羟基和醇中的氢结合成水分子，剩余部分结合成酯。由于羧酸分子去掉羟基后剩余的是酰基，故方式(Ⅰ)称为酰氧键断裂。(Ⅱ)是由羧酸中的氢和醇中的羟基结合成水，剩余部分结合成酯。由于醇 (Ⅰ) (Ⅱ)
酯化反应方程式书写专题练习 (1)
酯化反应方程式书写专题练习 一、一元羧酸与二元醇的酯化 1、乙酸与乙二醇酯化： 2、硝酸与乙二醇酯化： 二、二元羧酸与一元醇的酯化 1、乙二酸与乙醇酯化： （完全酯化） （不完全酯化） 2、对-苯二甲酸与乙醇酯化： （完全酯化） （不完全酯化） 3、己二酸与己醇酯化： （完全酯化） （不完全酯化） 三、一元羧酸与多元醇酯化： 1、硬脂酸与丙三醇酯化： 2、软脂酸与丙三醇酯化： 3、油酸与丙三醇酯化： 4、硝酸与丙三醇酯化：四、二元羧酸与二元醇酯化： 1、乙二酸与乙二醇酯化 （1）、生成简单链酯（1：1）（乙二酸乙二醇链酯） （2）、生成简单环酯（1：1）（乙二酸乙二醇环酯） （3）生成简单链酯（1：2）（乙二酸二乙二醇链酯） （4）生成简单链酯（2：1）（二乙二酸乙二醇链酯） （5）生成聚酯（1：1）（聚酯纤维） 3、对-苯二甲酸与乙二醇酯化（生成涤纶树脂） 五、羟基羧酸的酯化（以α-羟基丙酸也叫“乳酸”为例） 1、分子内酯化（生成内酯） 2、分子间酯化（1+1）生成链酯 3、分子间酯化（1+1）生成环酯 4、分子间酯化（2+2）生成链酯 5、分子间酯化（2+2）生成环酯 6、分子间酯化（1：1）生成聚酯（聚乳酸塑料——在土壤中可自动降解）
《羧酸酯》综合练习 班级姓名学号 1、某有机物的结构简式为，它可以发生的反应类型有：(a)取代 (b)加成 (c)消去 (d)酯化 (e)水解 (f)中和 (g)缩聚 (h)加聚其中正确的组合有（） A.(a)(c)(d)(f) B.(b)(e)(f)(h) C.(a)(b)(c)(d)(f) D.除(e)(h)外 2、由溴乙烷制取乙二醇，依次发生反应的类型是（） A.取代、加成、水解 B.消去、加成、取代 C.水解、消去、加成 D.消去、水解、取代 3、硅橡胶的主要成分如图所示， 是由二氯二甲基硅烷 Si CH3 3 Cl Cl 经两种反应制成的，这两种反应是（） A．消去、加聚 B．水解、缩聚 C．氧化、缩聚 D．水解、加聚 4、有机化合物I转化为II的反应类型是（） A.氧化反应 B.加成反应 C.取代反应 D.水解反应 5、某有机物，当它含有下列的一种官能团时，既能发生取代反应，氧化反应，酯化反应，又能发生消去反应的是（） A.－COOH B.＞C＝O C.－OH D.－CHO 6、阿斯匹林的一种同分异构体结构简式为：，则1mol该有机物和足量的NaOH溶液充分反应，消耗NaOH的物质的量为（） A.1mol B.2mol C.3mol D.4mol 7、物质组成为C3H6O2的有机物，能与锌反应，由此可知不与它发生反应的物质是（） A.氢氧化钠溶液 B.苯酚钠 C.甲醇 D.食盐 8、氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下： 请把相应反应名称填入下表中，供选择的反应名称如下： 9、从某些植物树叶中提取的挥发油含有下列主要成分： A B C (1)写出A物质可能发生的反应类型(至少三种)_____________。 (2)1 molB与溴水充分反应，需消耗_______mol单质溴。 (3)写出C在一定条件下与足量H2反应的化学方程式_________。 (4)已知RCH＝CHR′RCOOH+R′COOH。写出C在强氧化剂条件下生成的有机化合物的结构简式__________________。 (5)写出A与B在一定条件下，生成的一种高分子化合物的化学方程式 ___________________________________。