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由于“氟利昂”的大量使用导致了全球臭氧层破坏严重、全球变暖,对人类的生存造成极大的威胁。我国在1989年加入《蒙特利尔协定书》,以保护臭氧层。随着“氟利昂”的替代品的大量的出现,与之相匹配的润滑剂的研究就迫在眉捷。本课题与新疆独山子石化分公司进行合作,对与HFC-134a制冷工质匹配的冷冻机油的合成展开研究,在限定原料基础上确定了以合成酯类油为目标的方案,着重考察了双酯、复酯以及混合酯的合成工艺条件及其性能分析。考察了反应的原料、催化剂、携水剂的选择和配比,以及反应温度、反应时间等因素对酯化率的影响,研究结果表明以一缩二乙二醇、2-乙基己醇(异辛醇)和己二酸通过一定的配比合成的混合酯润滑剂能够满足公司的要求。传统的正交实验分析方法不能在给出的整个区域上找到因素和指标之间的一个明确的函数表达式,而响应面分析方法是一种优化反应条件和实验工艺参数的有效方法,能够精确地给出一个因素和响应值之间的回归方程,其实验次数少、周期短、精度高,能研究几种因素间交互作用,对进一步工业化生产具有很大的指导意义。本课题应用响应面法以酯化率为响应值,以催化剂用量、携水剂用量、反应时间、反应温度为因素水平,对反应条件进行了最优化设计,并建立了线性回归方程。实验结果如下:(1)通过响应面因素的选取实验,确定了催化剂为对甲苯磺酸,携水剂为甲苯以及反应物摩尔比为己二酸:一缩二乙二醇:异辛醇摩尔比为0.2:0.17:0.14。(2)通过响应面因素水平的选取实验,确定了单因素反应范围:催化剂用量为1.4~1.8%左右,携水剂用量为18~22%左右,反应时间为1.0~1.4h左右,反应温度为125~135℃左右。(3)通过响应面实验,确定了最佳反应条件:催化剂用量为1.84%,携水剂用量为19.03%,反应时间1.25h,反应温度132.06℃,酯化率为97.51%。(4)根据以上实验结果进行了验证实验,即催化剂用量1.85%,携水剂用量19%,反应时间1.25h,反应温度132℃。实验结果表明,最优条件下酯化率为97.43%,与预测的值很接近。(5)以酯化率为响应值,经回归拟合后,各因素对响应值的影响可用下列函数表示:Y=95.22+1.40X1+0.64X2+6.38X3+1.87X4+1.250E-0.03X1X2+0.12X1X3+0.13X1X4+0.38X2X3+0.38X2X4+0.50X3X4-1.95X12-1.24X22-3.96X32-2.89X42根据以上实验结果,以线性回归方程为依据,对相关工程化问题进行了简单的研究,确定相关酯化反应器以及进行物料衡算以及热量衡算的计算方法,给出了中试反应装置图并对相关的流程进行了简单的介绍,对进一步工业化研究有较高的现实和指导意义。