醋酸异丁酯是一种重要的基本有机化工原料,广泛应用于医药、涂料等行业。一般是使用浓硫酸作为醋酸异丁酯酯化合成的催化剂,但存在着副反应多、腐蚀严重、后处理复杂和污染等问题。催化精馏是一种将反应和精馏有机结合在一起的技术,具有自身独特的优点。本课题采用Amberlyst-36 Wet阳离子交换树脂为催化剂,对催化精馏合成醋酸异丁酯的工艺进行研究,主要包括以下几部分：(1)以乙酸、异丁醇为原料,以捆扎包作为Amberlyst-36 Wet阳离子交换树脂催化剂的装填方式,对醋酸异丁酯的合成工艺进行研究。通过小试实验研究,考察了空速、回流进料比以及醇酸比等因素对异丁醇转化率和醋酸异丁酯收率的影响。研究结果表明,在最佳工艺条件下,醋酸转化率可达到97.59%,醋酸异丁酯收率为96.21%,醋酸异丁酯产品纯度可达到96.03%。(2)在间歇反应釜中,采用阳离子交换树脂作催化剂,在液-固两相体系中对醋酸异丁酯合成反应过程进行了动力学研究,系统地考察了搅拌速度、催化剂粒径、温度、催化剂浓度、酸醇比对酯化反应速率的影响。通过拟均相动力学反应模型对反应过程进行模拟,通过模型值与实验值对比,表明拟均相模型拟合结果与实验值较吻合,能较好地描述乙酸和异丁醇合成异丁酯的酯化反应过程。(3)采用ASPEN PLUS软件建立催化精馏过程平衡级数学模型,对乙酸和异丁醇酯化过程进行稳态模拟,结果表明该模型可以较为可靠地应用于催化精馏合成醋酸异丁酯的模拟计算。同时考查了精馏段、提馏段和催化段的理论板数,进料位置和进料温度以及进料酸醇比对异丁醇转化率和塔釜乙酸异丁酯含量的影响。