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异丙醚的合成及工艺设计

作　者: 李传雁
导　师: 孙国新
学　校: 济南大学
专　业: 化学工程
关键词: 异丙醚 异丙醇 催化剂 工程设计 分离精制 操作参数 工艺流程
分类号: TQ223.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
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内容摘要


异丙醚(Isopropyl ether)，或者称二异丙醚(Diisopropyl ether)、异丙基醚，是一种重要的有机化工原料和工业溶剂。异丙醚是一种具有一定流动性和中等挥发性的易燃无色液体，具有醚类的特殊气味，能与异丙醇、水、丙酮、乙醇、乙腈等有机物形成共沸物。异丙醚在石油、烟草、医药和化工合成等行业被广泛应用，在环保方面异丙醚的应用也越来越受到人们的重视。例如，异丙醚是动植物油脂、蜡、矿物油和树脂等的优良溶剂；异丙醚作为萃取溶剂在烟草行业中能够萃取出烟草中的少量尼古丁和焦油；在医药行业中，异丙醚用作从鱼肝脏中提取维生素A和某些药物的提纯等。此外，异丙醚由于具有高辛烷值（约为98）和抗冻性能从而被用作汽油添加剂。由于其性能的优越性和应用的广泛性，全世界都在积极而广泛地进行关于异丙醚制备方法和应用的研究。本课题的整个过程都是在实验室条件下完成的，实验内容主要分为两大块：1）用全氟磺酸树脂/SiO2复合物为催化剂摸索出醇烯法合成异丙醚的适宜反应条件；2）以硫酸为催化剂摸索出异丙醇（IPA）脱水法合成异丙醚的适宜反应条件，用此生产异丙醚的方法并在借鉴前人研究的基础上完成了3000吨/年异丙醚生产装置的工程设计。设计过程中采用了先进的流程模拟软件对分离精制部分进行模拟计算，从而确定了适宜的操作参数，为选择合适的设备打下基础。另外，对装置工程设计中的自动控制水平、环保与安全问题进行了评估与分析。

全文目录


摘要  8-9
Abstract  9-10
前言  10-12
第一章 绪论  12-24
  1.1 异丙醚的性质及用途  12-15
    1.1.1 异丙醚的性质  12-13
    1.1.2 主要用途  13-15
    1.1.3 毒性、安全及贮运  15
  1.2 制备方法  15-20
    1.2.1 水合副产物分离法  15
    1.2.2 合成法  15-20
  1.3 合成异丙醚的催化剂  20-22
    1.3.1 硫酸催化剂  20-21
    1.3.2 蒙脱土催化剂  21
    1.3.3 阳离子交换树脂催化剂  21
    1.3.4 沸石分子筛催化剂  21-22
  1.4 国内应用情况及前景预测  22-23
  1.5 本课题的研究目的和内容  23-24
第二章 烯醇法合成异丙醚反应过程的实验研究  24-36
  2.1 实验目的  24
  2.2 实验原理  24-25
  2.3 实验装置  25-26
  2.4 实验原料及所用仪器  26-27
    2.4.1 实验原料  26-27
    2.4.2 实验用仪器  27
  2.5 实验过程  27-33
    2.5.1 全氟磺酸树脂溶液的制备  27-28
    2.5.2 全氟磺酸树脂/SiO2复合物固体催化剂的制备  28
    2.5.3 异丙醚的合成  28
    2.5.4 气相色谱检测结果  28-33
  2.6 实验数据分析  33-34
  2.7 最佳反应工艺条件  34-35
  2.8 小结  35-36
第三章 异丙醇脱水法合成异丙醚的工艺研究  36-46
  3.1 实验目的  36
  3.2 实验装置  36
  3.3 实验药品及仪器  36-37
    3.3.1 实验药品  36-37
    3.3.2 仪器  37
  3.4 实验步骤  37-38
  3.5 实验结果  38-43
  3.6 带水实验  43
  3.7 结果分析  43-44
  3.8 最佳反应工艺条件  44
  3.9 小结  44-46
第四章 年产 3000 吨异丙醚生产装置的工程设计  46-60
  4.1 生产装置概况  46-53
    4.1.1 装置概况  46-48
    4.1.2 装置工艺流程简述  48-49
    4.1.3 生产控制分析  49-50
    4.1.4 装置岗位及定员  50
    4.1.5 装置的平面布局  50-51
    4.1.6 管道器材的选用原则  51
    4.1.7 自动控制部分  51-52
    4.1.8 环境保护与安全  52-53
  4.2 反应部分工艺设计  53-54
    4.2.1 反应部分概况  53
    4.2.2 反应工艺条件的确定  53-54
  4.3 分离精制部分工艺设计  54-60
    4.3.1 分离部分工艺设计  54-55
    4.3.2 精制部分工艺设计  55-60
第五章 研究结论  60-62
参考文献  62-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族醇（醇、羟基化合物）及其衍生物 > 醇的衍生物 > 醚
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