1、课题背景

1.1乙酸异丙酯的性质

乙酸异丙酯是无色透明液体，具有果子样的芳香气味，微溶于水，可混溶于醇、乙醚、酯等多种有机溶剂。蒸汽压为5.33kPa/17.0℃,熔点为73℃，沸点为88.4℃，相对密度（水=1）0.87，稳定性较好。乙酸异丙酯会刺激眼睛、呼吸系统和皮肤，侵入途径有吸入、食入和经皮吸收，其蒸气对呼吸道有刺激性，吸入高浓度蒸气可出现头痛、头晕、恶心、呕吐及麻醉作用；液体可导致角膜损害，大量口服会引起恶心、呕吐，短时接触对皮肤无刺激，长期接触有刺激性。乙酸异丙酯高度易燃，蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，与氧化剂能发生强烈反应，密度比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引起回燃。

1.2乙酸异丙酯的用途

乙酸异丙酯是一种重要的羧酸酯类化工品，广泛用作有机溶剂，是乙基纤维素、硝基纤维素、聚苯乙烯、甲基苯烯酸酯树脂等多种合成树脂的优良溶剂，也常用作药物提取剂、涂料溶剂、印刷油墨溶剂、脱水剂、萃取剂及香料组分。既可与水混溶，又可与有机溶剂混溶，在诸多方面可以代替乙酸乙酯、乙酸丁酯等乙酸酯，故有”万能溶剂”与”未来溶剂”之称。

1.3乙酸异丙酯的生产工艺

近几年乙酸异丙酯的用量逐年增加，有效合成乙酸异丙酯的技术越来越受到人们的重视，已经开发出了许多合成乙酸异丙酯的新的工艺路线及催化体系^[1,2]。乙酸异丙酯传统的生产工艺是由乙酸和异丙醇在硫酸的催化下酯化而成，该方法操作简单，工艺成熟，但是仍然存在较多缺点，如硫酸严重腐蚀设备、副反应多、产物分离复杂、原料消耗高、三废量大以及生产成本高等问题。随着世界各国对环保和能源问题的高度重视，液体酸催化剂已不适合环境友好的发展趋势。近年来研究者开发出了许多具有高催化活性、易分离、可再生重复使用等优点的固体酸催化剂^[3-5]。然而，由于固体酸催化剂在酯化釜内容易粉化以及杂志积累而降低催化效果，而且催化剂制作复杂，能够真正工业化应用的并不多。实际上，阳离子交换树脂催化剂由于不溶于反应体系，能够重复使用，易于分离、回收和再生等优点，在工业上得到了较为广泛的应用。

1.4渗透汽化简介

1.4.1渗透汽化发展简史

渗透汽化最早于1917年由Kober首次观察到，但直到1956年才由Heisler开展了实际研究；20世纪60年代，聚乙烯膜被成功用于分离有机混合液；10年之后，在乙醇的纯化方面取得进展；然而，实际上真正引起人们对它极大关注的是在20世纪80年代，各种膜材料相继出现，但研究重点仍然在乙醇-水的分离^[6]；20世纪90年代，研究趋势朝着多种混合物的分离方向发展。近20年，渗透汽化成为膜分离技术中最为活跃的研究领域之一。工业化方面，最早见报道的是1982年德国GFT公司建造在巴西的试验工厂，用于从乙醇发酵液中脱水；随后日本也建造了5套装置用于有机溶剂脱水；公司于1988年建成150 m³/d的渗透汽化工业装置，用于乙醇脱水来精制乙醇。在国内，清华大学等也设计建成几套生产装置。总之，渗透汽化作为一项新兴的膜分离技术，尽管还有很多问题没有得到很好解决，但是，它是目前较先进的液体混合物分离技术之一^[7]。