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酯交换反应在化学工业中有重要的应用价值，本文研究了乙酸甲酯和正丁醇的离子液体酯交换反应萃取精馏过程。测定了离子液体催化该反应的反应动力学数据，研究了离子液体对甲醇+乙酸甲酯共沸体系以及正丁醇+乙酸丁酯共沸体系的影响，进行了离子液体酯交换反应萃取精馏过程的模拟计算。测定了甲醇+乙酸甲酯+1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[OMIM][PF6]）的汽液平衡，正丁醇+乙酸丁酯+1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的汽液平衡和液液平衡，实验表明1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐能破坏甲醇+乙酸甲酯以及正丁醇+乙酸丁酯的共沸点。采用NRTL方程对实验数据进行拟合，获得了NRTL方程参数，拟合结果和实验结果吻合较好。测定了离子液体1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[HSO3-bHim]HSO4）作催化剂时，乙酸甲酯与正丁醇酯交换反应生成甲醇和乙酸丁酯的反应动力学数据，根据酯交换反应的反应机理以及Bronsted理论，分别使用了理想均相模型（IH）和非理想均相模型（NIH）两种反应动力学模型对实验测得的反应数据进行了关联，并获得了模型参数，结果表明NIH模型能够可靠地描述该反应的反应速率。通过实验对比发现，在该酯交换反应中离子液体[HSO3-bHim]HSO4的催化效果比硫酸以及离子交换树脂Amberlyst15都好，并且经过5次循环使用后离子液体的催化活性并未降低。提出了一种由乙酸甲酯和正丁醇反应生产甲醇和乙酸丁酯的离子液体反应萃取精馏工艺，其中使用1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐分别作为催化剂和萃取剂。利用CHEMCAD对该工艺进行了模拟计算，并且研究了不同操作参数以及结构参数对离子液体反应萃取精馏的影响，结果表明该工艺能够得到较纯的甲醇和乙酸丁酯产品，甲醇和乙酸丁酯的纯度以及乙酸甲酯的转化率随着塔板持液量、萃取剂含量、催化剂含量的升高而升高，操作过程中存在最佳回流比和最佳进料位置。