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摘 要

本文首先对脂类的应用现状以及生产遇到的关键问题、渗透汽化的原理、渗透汽化与酯化反应耦合进行了介绍；并介绍了用于乙酸乙酯生产的磺化聚乙烯醇复合膜—PSSA_MA-PVA催化膜的制备及表征方法，包括考察不同热处理温度和不同催化剂含量下膜性能的变化以及对反应转化率的影响，再通过红外、电镜等方法表征膜性能，最终考察不同反应温度下的最佳转化率。通过一系列的实验，最后探究出最适宜乙酸乙酯生产的磺化聚乙烯醇复合膜的热处理温度、催化剂含量等制备条件，以及反应温度等反应条件。结论是最佳的热处理温度是120℃，最佳的催化剂含量是50%，最佳的反应温度是75℃。本文解决的问题为进一步探究渗透汽化耦合酯化反应的其他最佳反应条件，如醇酸摩尔比、V/S等打下了基础。

关键词：渗透汽化 乙酸乙酯 聚乙烯醇 聚（苯乙烯磺酸-共聚-马来酸） 催化膜

Preparation and characterization of PSSA_MA-PVA catalytic membrane for Ethyl acetate production

ABSTRACT

First，the using current situation of Lipids，the key issue of Lipids production, the principle of pervaporation and the coupling between Pervaporation and esterification reaction are introduced in this paper. Then the preparation and characterization of PSSA_MA-PVA catalytic membrane for Ethyl acetate production is introduced.The research methods include the change of membrane properties and the conversion of reaction at different heat treatment temperatures or different catalyst contents. Then the structure and properties of the membranes are investigated by means of infrared spectroscopy and SEM.In the end, we work hard to find the best reaction conditions, for example, the best reaction temperature. Finally, we describe optimal conditions of ethyl acetate production by using PSSA_MA-PVA catalytic membrane, including optimal heat treatment temperature, optimal content of catalyst and so on.In addition,we describe conditions of reaction,for example,the optimal temperature of reaction.The conclusion is that,the optimal heat treatment temperature is 120℃ and the optimal content of catalyst is 50%,the optimal temperature of reaction is 75℃.The problem which we solved in this article lay the foundation to find out the other optimal conditions of reaction,including optimal molar ratio of ethanol to acetic acid and the optimal ratio of V/S.

Key Words: Pervaporation; Ethyl acetate; PVA; PSSA_MA; Catalytic membrane

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 乙酸乙酯 1

1.1.1 乙酸乙酯的物化性质 1

1.1.2 乙酸乙酯的作用 1

1.1.3 生产乙酸乙酯的方法 1

1.2 酯化反应强化方法 2

1.2.1 反应精馏 2

1.2.2 酯化反应与膜分离过程耦合 2

1.3 渗透汽化技术 3

1.3.1 渗透汽化简单介绍 4

1.3.2 渗透汽化技术的特点及适用过程 4

1.3.3 渗透汽化膜 5

1.4 催化渗透汽化复合膜的制备方法 7

1.5 聚乙烯醇复合膜 8

1.6 课题研究目的与意义 8

第二章 实验部分 9

2.1实验药品及仪器 9

2.2 制膜步骤 10

2.3 实验装置及方法 11

2.4 分析方法 12

第三章 结果与讨论 13

3.1 催化渗透汽化膜的电镜及EDX分析 13

3.2 催化复合膜的红外分析 14

3.3 渗透通量及分离因子 14

3.4 催化剂用量的影响 15

3.5 热处理温度的影响 17

3.6 反应温度的影响 18

第四章 结论 19

参考文献 20

致谢 23

第一章 引言

乙酸乙酯

乙酸乙酯的物化性质

醋酸乙酯是乙酸乙酯的别名，它的碳氢氧比例为4:8:2，颜色为无色透明，常温下为液相，在水中的溶解度很小，但是在有机溶剂中的溶解度很大。它的熔点为189K，沸点为350K，密度是纯水的0.895倍。

乙酸乙酯的作用

C₄H₈O₂是一种十分重要的化工原料，它被化工产业链中下游行业广泛需求，在有机化工行业，乙酸乙酯常被用来生产胶黏剂、油漆、涂料、人造纤维材料等产品；在医药行业，它又能被用于生产药品；在食品生产行业中，乙酸乙酯也可以被用于生产香精和香料。

生产乙酸乙酯的方法

经过上百年的工业发展，C₄H₈O₂的生产方法由一种变为多种：最早的生产方法是乙酸和乙醇通过酯化反应生成乙酸乙酯，后面又陆续开发了乙醇脱氢制乙酸乙酯、乙醛缩合反应制乙酸乙酯、乙酸和乙烯加成制乙酸乙酯等方法。

乙酸和乙烯加成制乙酸乙酯，即以乙酸和乙烯为生产原料，在特定的条件下，包括适宜的温度、压强和催化剂，两种原料在反应器中加成生成乙酸乙酯，此法的缺点是产物收率很低，不适合原料匮乏或昂贵的地区，因为没有经济意义。

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