Page 116 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

催化与分离提纯技术
异丁烯与醋酸酯化合成醋酸叔丁酯

尚城城 1,2 ，郭 湾 1,2 ，姚志龙 1,2* ，孙培永 1,2 ，张胜红 1,2

（1. 北京石油化工学院 化学工程学院，北京 102617；2. 恩泽生物质精细化工北京市重点实验室，北京
102617）

摘要：以锆复合氧化物和大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，催化异丁烯与醋酸合成了醋酸叔丁酯。采用正
丁胺电位滴定法对催化剂的酸强度和酸量进行了表征。结果表明：对异丁烯与醋酸酯化反应而言，随着酸量增
加，转化率增大，但酸强度增大会导致选择性下降。以异丁烯质量分数为 10%的混合烃为原料，D008 为催化剂，
异丁烯单程转化率可达 80%，醋酸叔丁酯的选择性为 95.98%。
关键词：离子交换树脂；酯化；催化剂；异丁烯；醋酸叔丁酯；复合氧化物
中图分类号：TQ644.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1604-06

Esterification of Acetic Acid with Isobutene to Tert-butyl Acetate

1,2
1,2
SHANG Cheng-cheng , GUO Wan , YAO Zhi-long 1,2* ,
1,2
1,2
SUN Pei-yong , ZHANG Sheng-hong
（1. College of Chemical Engineering, Beijng Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China; 2. Beijing
Key Laboratory of Enze Biomass Fine Chemical, Beijing 102617, China）
Abstract: Esterification of acetic acid with isobutene to tert-butyl acetate catalyzed by zirconium
composite oxides and macroporous strong acid cation exchange resin was investigated. The acid strength
and the number of acid site of catalysts were measured by potentiometric titration with n-butylamine. The
results showed that the conversion of isobutene increases with increasing the acid amount, but the
selectivity of tert-butyl acetate decreases with increasing the acid strength. When the esterification was
carried out using the mixed hydrocarbon containing 10% mass fraction of isobutylene as raw material and
D008 as catalyst, the single conversion of isobutene reached 80% and the selectivity of tert-butyl acetate
reached 95.98%.
Key words: ion exchange resin; esterification; catalyst; isobutene; tert-butyl acetate; composite oxides

[3]
2020 年，中国将全面推广乙醇汽油。受汽油氧 废水污染环境等问题 。多种固体酸均可应用于酯
含量的限制，甲基叔丁基醚将不能作为汽油调和组 化反应，如离子交换树脂 [4-5] 、沸石 [6-8] 、磷钨杂多
[1]
[9]
分，因此开发异丁烯新的利用途径十分必要 。醋 酸 和金属氧化物 [10-11] 等。以磷钨酸负载在氧化硅
酸叔丁酯（TBA）可以用作涂料和树脂材料的溶剂、 上催化乙烯和醋酸合成乙酸乙酯的工艺由 Showa
[9]
[2]
油墨溶剂、工业清洗剂、医药中间体等 。异丁烯 Denko 公司产业化 。固体磷钨酸在工业应用中最
与醋酸酯化合成 TBA 将是异丁烯利用的一条有效 大的缺点是，磷酸硅的水解会造成磷钨酸的溶脱和
路径。 机械强度的减弱 [12] 。采用大孔阳离子交换树脂为催
传统 TBA 的生产采用酸醇酯化法，叔丁醇和醋 化剂催化异丁烯与醋酸酯化的主要副反应为异丁烯
酸在硫酸催化下合成。采用硫酸为催化剂，由于反 二聚，异丁烯二聚物的沸点（102.05 ℃）与产物 TBA
应过程中生成大量的水，导致设备腐蚀严重，含酸 的沸点（97.8 ℃）接近，导致产物分离困难，因此，

收稿日期：2018-11-23; 定用日期：2019-03-12; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180869
基金项目：国家自然科学基金项目（21703012）；北京市教育委员会科技计划项目（KZ 201010017001, KM 201610017003）
作者简介：尚城城（1994—），男，硕士生，E-mail：shangchch@outlook.com。联系人：姚志龙（1971—），男，博士，研究员，E-mail：
yaozl@bipt.edu.cn。