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乙酸叔丁酯，其在大氣中生成臭氧的光反應(yīng)性能的測量指數(shù)即最大增量反應(yīng)活性 (Maximum Incremental Reactivity, MIR)值較低，因而不將其包括在揮發(fā)性有機化合物中。上述揮發(fā)性有機化合物為因蒸汽壓力高而可以容易地向大氣蒸發(fā)的液體或氣體狀有機化合物，其在大氣中生成光化學(xué)氧化性物質(zhì)而可以引發(fā)光化學(xué)煙霧。并且，其被認為是導(dǎo)致大氣污染的物質(zhì)而且還是致癌性物質(zhì)以及地球暖化的誘因物質(zhì)，因此，各個國家將其作為減少排放的對象物質(zhì)進行政策性管理。
因此，不屬于揮發(fā)性有機化合物的乙酸叔丁酯不僅可適用于涂料及油墨領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于洗滌領(lǐng)域等廣泛的技術(shù)領(lǐng)域中。現(xiàn)有技術(shù)中提供有對烯烴及乙酸之類的低級有機酸進行直接酯化反應(yīng)來生成酯的有效方法。
醋酸叔丁酯在涂料、溶劑和醫(yī)藥中間體等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，其需求量也大幅提高。目前，醋酸叔丁酯通常以醋酸和異丁烯為原料，采用直接轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)，該方法中，醋酸叔丁酯提純需經(jīng)脫酸塔、脫醇塔和精制塔分離后方可滿足要求，其能耗較高，流程較長，設(shè)備較多。
本研究對乙酸和異丁烯合成乙酸叔丁酯(TBA)體系的熱力學(xué)進行了計算和分析,并用于指導(dǎo)工藝條件的選擇,結(jié)果表明:在異丁烯為液態(tài),273.15-373.15 K范圍內(nèi),合成體系主副反應(yīng)均為放熱反應(yīng),都是熱力學(xué)上的自發(fā)反應(yīng),降低溫度對反應(yīng)有利;生成TBA的反應(yīng)平衡常數(shù)遠大于常壓下的值。因此,在乙酸和異丁烯合成體系中需保證異丁烯為液態(tài)。
采用氣相色譜法,通過色譜柱的選擇,分析條件的探索,定性方法的考察,組分校正因子的測定,建立了可靠的乙酸與異丁烯,1-丁烯合成乙酸叔丁酯和乙酸仲丁酯的產(chǎn)物分析方法. 以乙酸和異丁烯為原料,在自建的酯化反應(yīng)裝置上,以A10,B,C三種強酸性樹脂作為催化劑,考察反應(yīng)溫度,反應(yīng)壓力,系統(tǒng)空速,原料酸烯比對反應(yīng)的影響,結(jié)果表明:各工藝參數(shù)對溶解異丁烯,叔丁醇,異丁烯轉(zhuǎn)化率基本無影響,空速和壓力對乙酸轉(zhuǎn)化率,TBA選擇性,低聚物選擇性影響不大;酸烯比增加,能促進異丁烯向TBA轉(zhuǎn)化,有效抑制異丁烯的低聚反應(yīng);低溫有利于酯化加成生成TBA;從評價效果看,A10催化劑最好,并確定了其適宜的工藝條件:空速4-5 h-1,酸烯比4-5:1,反應(yīng)溫度25℃,壓力為保證體系液相。