丙烯酸是一种重要的聚合物单体,因分子中含有α、β不饱和双键,可以构筑成千上万具有各种独特性能的聚合物,用于合成树脂、胶黏剂、合成橡胶、合成纤维、高吸水性树脂、制药、皮革、纺织、化纤建材、水处理、石油开采、涂料等行业。近年来,随着非煤基路线制备丙烯酸酯路线的兴起,为配合水解法和酯交换法制备丙烯酸的工业化,本文重点就丙烯酸甲酯水解和酯交换动力学进行了研究。在研究中,针对丙烯酸甲酯制备丙烯酸的不同反应体系,首先通过对催化剂催化性能、强度、溶液颜色、破损率等因素的考察,确定了适合丙烯酸甲酯水解和酯交换的树脂催化剂。然后,于间歇反应釜中,分别研究了反应温度、催化剂浓度及水酯摩尔比和酸酯摩尔比等因素对丙烯酸甲酯转化率的影响,采用拟均相二级可逆动力学模型对实验数据进行处理,获得了丙烯酸甲酯水解和酯交换的拟均相动力学反应方程。此外,将树脂装填于固定床反应器中,于常压下研究空时、酸酯比和温度对丙烯酸甲酯转化率的影响,获得丙烯酸甲酯酯交换连续反应制备丙烯酸的固定床反应参数,同时又对催化剂的寿命进行了评价。最后,通过比较获得的丙烯酸甲酯水解和酯交换制备丙烯酸的动力学方程,决定对酯交换反应进行反应精馏模拟;补充丙烯酸甲酯酯交换反应体系的二元相图,模拟优化反应精馏过程中回流比、理论塔板数对丙烯酸甲酯转化率的影响。研究结果表明,反应精馏技术可使丙烯酸甲酯达到较高转化率和得到较纯丙烯酸。