反应精馏法制乙酸乙酯

实验七 反应精馏法制乙酸乙酯 一、实验目的 1. 了解反应精馏与普通精馏的区别。 2. 了解反应精馏是一个既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程。 3. 掌握反应精馏的实验操作。 4. 学习进行全塔物料衡算的计算方法。 5. 学会分析塔内物料组成。 二、实验原理 反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域。与一般精馏不同，它是将化学反应和分离过程结合在一个装置内同时完成的操作过程。反应精馏能显著提高原料总体转化率和降低生产能耗。反应精馏在酯化、醚化、酯交换、水解等化工生产中已得到广泛应用，且越来越显示其优越性。由于该过程既有精馏的物理相变的传递现象，又有物质变化的化学反应现象，两者同时存在，相互影响，致使反应精馏过程十分复杂。 反应精馏的特点是： (1)可以大大简化制备化工产品的工艺流程； (2)对放热反应能提高有效能量的利用率； (3)因能及时将产物从体系中分离出来，故可提高可逆反应的平衡转化率，而且可抑制某些反应体系的副反应； (4)可采用低浓度原料进行反应； (5)因体系中有反应物的存在，故能改变精馏系统各组分的相对挥发度，可实现沸点相近或具有共沸组成的混合物的完全分离。 反应精馏对下列两种情况特别适用：（1）可逆平衡反应。这种反应因受平衡影响，转化率只能维持在平衡转化的水平；如果生成物中有低沸点或高沸点物质存在，则在同时进行的精馏过程中可使其连续地从系统中排出，使平衡转化率大大提高。（2）异构体混合物分 离。由于异构体的沸点接近，仅用普通精馏方法不易分离提纯，若在异构体混合物中加入某一种物质能与某一异构体发生化学反应并能生成与原物质沸点不同的新物质，这时可使异构体得以分离。 对于作为可逆反应的醇酸酯化反应来说，若无催化剂存在，反应速度非常缓慢，即使采用反应精馏操作也达不到高效分离的目的。酯化反应常用的催化剂是硫酸，反应速度随硫酸浓度的增高而加快，其质量百分数为 0.2%～1.0%，它的优点是催化作用不受塔内温度限制，全塔和塔釜都能进行催化反应。此外，离子交换树脂、重金属盐类和丝光沸石分子筛等固体也是可用的催化剂。但使用固体催化剂需要一个最适宜的反应温度，精馏塔由于存在温度梯度难以满足这一条件，故很难实现过程的最佳化。本实验是以乙酸和乙醇为原料，在硫酸催化剂的作用下生成乙酸乙酯。其化学反应方程式为： CH3COOH+C2H5OH===CH3COOC2H5+H2O 实验中原料的进料方式有两种：一种是直接从塔釜进料；另一种是在...