离子液体是一种绿色高效的反应催化剂和溶剂,已被广泛应用于化学化工的多个领域。尤其在酯化反应与萃取分离耦合过程中,离子液体作为催化剂可有效解决传统质子酸催化酯化反应效率低、能耗大、二次污染严重等问题。鉴于离子液体在酯化反应中的优异性能,本文设计了四种二元Br(?)nsted酸性离子液体,考察其在以乙酸和乙醇合成乙酸乙酯中的催化-分离性能。同时也将离子液体复配,研究混合后离子液体的低共熔行为,并测试其在反应精馏中的实用性。首先,本文设计并合成了四种二元Br(?)nsted酸性离子液体催化剂,该催化剂中含有少量强酸性离子液体1,3-二甲基-2-咪唑啉酮硫酸氢盐([DMI][HSO4])和大量的非腐蚀性离子液体1-甲基咪唑硫酸氢盐([mim][HSO4])或1-乙基咪唑硫酸氢盐([eim][HSO4]),研究了其对乙酸乙酯合成反应的催化性能。研究表明,二元Br(?)nsted离子液体催化剂与单独的Br(?)nsted酸性离子液体相比,前者在保证较高催化活性的同时,还具有较低的腐蚀性。尤其地,反应中二元Br(?)nsted离子液体作为催化剂的同时,反应也实现了乙酸乙酯的相分离,达到反应-分离的耦合。通过乙酸乙酯相转移的促进,反应向正反应方向移动,使得乙酸转化率大于90%。此外,运用反应动力学模型对实验数据进行拟合,并计算动力学参数,为后续的工业应用提供了宝贵的基础数据。其次,在上述的研究基础上,本文对二元Br(?)nsted离子液体混合物的低共熔行为进行考察,设计并合成了六组二元Br(?)nsted离子液体,测定不同摩尔含量组成下的共熔温度。结果发现,这六组混合离子液体在一定的摩尔含量组成下都具有最低共熔温度,且该温度都低于两者纯离子液体的熔点。此外,本文运用固液相平衡方程对六组二元BrOnsted离子液体共熔温度的实验数据进行拟合。结果表明,该方程可以较好的对数据进行关联,用来预测二元Br(?)nsted离子液体的最低共熔温度。最后,结合上述两项研究的结果,本文设计并合成了一种配方离子液体,使得该混合离子液体在常温下为液体,并使用该配方离子液体为催化剂在实验室规模的精馏塔进行合成乙酸乙酯的反应,同时改变精馏塔条件,考察该催化剂的催化性能。研究表明,该催化剂具有很高的催化性能,在本文的精馏条件下,产物酯的纯度可达到98%。此外,本文提出了一种以配方离子液体为催化剂的反应-萃取精馏工艺流程的概念,同时采用PRO/II软件模拟计算精馏塔的各项数据。本文的研究主要以Br(?)nsted离子液体为基础,探索混合离子液体在酯化反应过程的催化性能,为设计出符合工业化应用的配方离子液体催化剂提供一些关键的基础数据,最终实现清洁、高效的生产工艺。