催化酯化-吸附脫水聯(lián)合工藝合成富馬酸二乙酯

郝鳳嶺 丁斌 關(guān)昶

實驗以富馬酸和乙醇為原料，大孔強酸性陽離子交換樹脂NKC-9為催化劑，采用催化酯化-吸附脫水聯(lián)合工藝合成富馬酸二乙酯，并對該過程的影響因素進行了研究。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

NKC-9，氫型、干態(tài)、球狀，干樹脂氫離子濃度≥4.7 mmol/g,南開大學(xué)化工廠提供，使用前用乙醇洗滌至無色；富馬酸、無水乙醇，工業(yè)品；其它試劑均為市售分析純試劑。

PE SPECTRUM 1000紅外光譜儀，美國PE公司制造。

1.2 富馬酸二乙酯的制備

反應(yīng)在帶有攪拌器、氣相冷凝器、分子篩填充床、液相節(jié)點溫度計的500 ml四口燒瓶中進行，采用可控溫電加熱器加熱。實驗裝置參考丁斌等（2007）。

按設(shè)計摩爾比向四口燒瓶中加入計量的乙醇和富馬酸。加熱、攪拌，待反應(yīng)液相達到規(guī)定溫度時，取樣測定反應(yīng)液的酸值，同時向四口燒瓶中加入計量的NKC-9催化劑，并開始計時。在沸騰或微沸狀態(tài)下，部分乙醇和反應(yīng)生成的水經(jīng)氣相冷凝器冷凝連續(xù)進入外循環(huán)分子篩填充床，用3A分子篩吸附混合液中的水，脫水后的混合液連續(xù)返回酯化反應(yīng)器。反應(yīng)一定時間后，停止反應(yīng)。反應(yīng)液經(jīng)冷卻、過濾出催化劑后為無色油狀液體。分別稱量反應(yīng)液和吸附混合液的質(zhì)量，測定反應(yīng)液和吸附混合液的酸值，計算反應(yīng)液的總酸量和富馬酸的轉(zhuǎn)化率。常壓蒸餾回收過量的乙醇，收集 100～110 ℃（2.67～3.00 kPa）的餾分，產(chǎn)物用紅外光譜表征。

反應(yīng)液的總酸量等于反應(yīng)液酸量與吸附混合液酸量之和。實驗表明，吸附混合液的酸量可忽略不計，故酸量=液體質(zhì)量×液體酸值計算，酸值的測定采用氫氧化鈉乙醇標準溶液滴定法。……