年产350吨草莓酯车间设计+文献综述(5)
筛选具有高活性和选择性、良好的重复使用性、不易中毒的非均相催化剂是简化后处理工艺及生产流程, 减轻或杜绝环境污染、提高收率, 缩短生产周期, 降低成产成本的关键所在。草莓酯是用于食品和日化用品的特殊产品, 反应液蒸馏所得产品中的带水剂残留会危害消费者健康。若采用环己烷或其他无毒低毒带水剂, 所得产品更安全可靠,应用范围将更加广阔。从目前催化合成草莓酯的研究结果分析,固载杂多酸TiSiW12 O40 / TiO2 最具优势, 表现在催化活性好, 产品收率高,重复使用性好, 制备方法简单, 废液排放量少, 且带水剂环己烷的毒性小,基本符合高效、经济、环保的工业化要求。硫酸铝若经再生处理能够重复使用,将能与前者相媲美。
杂多酸类化合物是固体超强酸的一种,是取代液体酸的绿色环保型催化剂, 具有强而均一的质子酸和/准液相特性, 因而受到催化工作者的关注。但杂多酸本身比表面积小, 易溶于极性溶剂, 在极性体系中难以作为多相催化剂使用。为克服上述缺陷, 一方面可以将杂多酸化合物负载于合适的载体上, 另一方面将其制备成难溶于极性反应体系的杂多酸盐(如铯盐、铵盐等)[ 1]。在以往的研究中, 负载型杂多酸及其铯盐大多以硅胶或中孔分子筛等为载体[2,3] , 以沸石为载体的报道相对较少[4~ 7] 。
本次设计采用双乙烯酮在硫酸存在下与无水乙醇酯化制备乙酰乙酸乙酯。生产出的乙酰乙酸乙酯与1,2-丙二醇在催化剂作用下经脱水缩合反应便可制备草莓酯。本设计采用脱铝超稳Y 沸石(DUSY )负载的杂多酸催化剂作为乙酸和正丁醇酯化反应中的催化剂。近来研究发现, 脱铝超稳Y 沸石(DUSY )负载的杂多酸催化剂在烷烃异构化反应中表现出良好的催化性能[ 15, 16] , DU SY 负载的杂多酸铯盐催化剂在乙酸和正丁醇酯化反应中具有优异的催化性能[17] 。
1.3 原料性质
1.3.1 乙酸乙酯
分子式为CH3COOCH2CH3，分子量为88.1。
性质：无色澄清液体。沸点为77.2℃，相对密度(水=1)：0.90，闪点为-4℃。乙酸乙酯在常温下微溶于水，易溶于多数有机溶剂。目前的市场规格为浓度99.9%，价格为5000元/吨。属剧毒类产品。
1.3.2 1,2-丙二醇
分子式为C3H8O2，分子量为76.09。
性质：无色粘稠稳定的吸水性液体，几乎无无臭，易燃，低毒。与水、乙醇及多种有机溶剂混溶。沸点187.3℃。熔点-60℃。相对密度1.0381(20/20℃)。折射率nD(20℃)1.4326。价格为10300元/吨。毒性和刺激性都非常小。
1.3.3 苯
分子式为C6H6，分子量为78.11。
性质：常温下为一种无色、有甜的透明液体，并具有强烈的芳香气。密度为0.8790（20℃)，熔点为5.53℃，沸点为80.1℃，闪点（闭杯）-11.1℃。市场规格为浓度99.8%，价格为6000元/吨，属有毒类产品。
1.3.4碳酸铯
分子式为Cs2CO3，分子量为325.82。
性质：在白色结晶。极易潮解。红热时熔化。极易溶于水和乙醇，溶于乙醚。熔点610℃(分解)。市场规格为99.9%，价格为650元/kg.
1.3.5 乙酸
分子式为CH3COOH，分子量为60.05。
性质：常温下为无色液体，有刺激性臭。熔点16.6℃，沸点117.9℃，相对密度1.0492(20/4℃)。市场规格为浓度50%，价格为1500元/吨。属有毒类产品。
1.3.6 纯碱
分子式为Na2CO3，分子量为150.99。
性质：通常为白色粉末，高温下易分解，易溶于水，水溶液呈碱性。相对密度（水=1）：2.532, 熔点：851℃。易溶于水，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。市场规格为浓度99%，价格为2100元/吨。