專利名稱：一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，屬于有機(jī)化工化合物反應(yīng)和分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乙酸乙酯是優(yōu)良的有機(jī)溶劑，有令人愉快的香氣，因此在食品工業(yè)和涂料工業(yè)中有著極其廣泛的用途。乙酸乙酯的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了100多年的歷史，經(jīng)過了無數(shù)次的改進(jìn)已日趨成熟。例如，現(xiàn)有技術(shù)中公開的采用乙酸和乙醇作原料生產(chǎn)乙酸乙酯的方法是較常用的方法，該方法以硫酸作催化劑，在合成乙酸乙酯的同時(shí)生成一分子的水，在這一方法中，催化劑的選擇尤其重要，最傳統(tǒng)的催化劑是硫酸，其優(yōu)點(diǎn)是催化活性高，成本低廉，缺點(diǎn)是由于硫酸的強(qiáng)腐蝕性和氧化性使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，同時(shí)有一系列副產(chǎn)物生成，給產(chǎn)品的精制和原料回收都帶來一定困難，并且反應(yīng)物的后處理要經(jīng)過中和、水洗以除去硫酸，工藝復(fù)雜而且污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，該方法采用乙酸和乙醇作原料生產(chǎn)乙酸乙酯，選用固體酸為催化劑，使乙酸和乙醇的反應(yīng)和精餾同時(shí)進(jìn)行，乙酸或乙醇能基本反應(yīng)完全，從而大大簡化后續(xù)反應(yīng)物精制工藝，降低了能耗，克服了以往技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，以乙酸和乙醇作原料，在固體催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，催化劑選用LaZSM-5固體酸或磷鉬雜多酸或TiO2/SO4-2-HZSM-5或磷鎢酸或甲磺酸，萃取劑為復(fù)合萃取劑，由丙三醇、乙二醇、醋酸鉀、醋酸鈉、氯化鈉、氯化鉀組成，其配合質(zhì)量比為11∶2∶0.1∶0.1∶0.1∶0.1，反應(yīng)原料乙酸與乙醇的進(jìn)料摩爾比為1-1.5，反應(yīng)溫度為80-140℃，反應(yīng)壓力常壓-0.3Mpa，回流介質(zhì)采用精制的乙酸乙酯，回流比介于1.5-2.0之間，其中反應(yīng)原料在催化精餾塔內(nèi)催化反應(yīng)與精餾過程同時(shí)進(jìn)行。
具體地，本發(fā)明的方法包括兩個(gè)部分反應(yīng)精餾過程和萃取過程，詳述如下a.反應(yīng)精餾過程乙酸由塔中上部1/4-1/2加入，利用乙酸和水的良好結(jié)合性破壞共沸組成，同時(shí)捕捉上升的少量乙醇，達(dá)到降低產(chǎn)物乙醇的含量，塔頂蒸出物經(jīng)冷凝器冷凝后，經(jīng)油水分離器分成油相和水相，水相被分出后，粗酯進(jìn)入萃取塔進(jìn)行萃取精制，回流物采用萃取精制后的產(chǎn)品，回流比1.5-2。
b.萃取過程采用復(fù)合萃取劑，由丙三醇、乙二醇、醋酸鉀、醋酸鈉等組成，以一定的進(jìn)料速度由塔的上部加入，萃取劑進(jìn)口和塔頂之間的空間作為上緩沖段，用于分離萃取劑和萃取后的酯，以避免萃取劑被酯從塔頂帶出。酯化反應(yīng)塔采出的粗酯以一定的進(jìn)料速度由塔的下部加入，粗酯進(jìn)口和塔底之間的空間作為下緩沖段，以避免酯被萃取劑從塔底帶出，整個(gè)萃取過程在15-20℃下進(jìn)行。塔頂采出的精酯純度可達(dá)到99.99％。部分產(chǎn)品進(jìn)入反應(yīng)精餾塔作為回流液。
本發(fā)明中，在反應(yīng)釜出口處加有一段填充處理后的離子交換樹脂的催化床，可達(dá)到粗酯中無醇的目的。
在釜液中添入大量玻璃彈簧填料，將酸醇進(jìn)料管出口定在釜底中心處，反應(yīng)生成的酯醇混合物進(jìn)料，經(jīng)過上部填料的重重阻隔迂回進(jìn)入到塔柱中，即增長了乙醇在釜液中的停留時(shí)間，使之充分反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酯，可以降低塔頂產(chǎn)品中的醇含量。
在反應(yīng)釜出口處加一段填料催化床，利用塔中下部的溫度和含量較高的酸進(jìn)行二次反應(yīng)將微量乙醇反應(yīng)掉達(dá)到降醇的目的。
本發(fā)明中，在塔頂采用精酯而不是粗酯回流，因?yàn)榫ブ泻s質(zhì)很少，有比較高的帶水能力。
在萃取柱子上端加一節(jié)空變徑管，不裝填料作為緩沖段，變徑的好處是可以使萃取后的乙酸乙酯流速變慢，有利于萃取劑分離，將萃取劑的進(jìn)料位置改在變徑管的下端，粗乙酸乙酯的進(jìn)料位置在萃取劑進(jìn)料下端。
本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于采用反應(yīng)和精餾的耦合，其優(yōu)勢(shì)在于可把反應(yīng)熱直接用于分離過程，從而降低能耗；比較容易控制反應(yīng)溫度，沒有明顯的熱點(diǎn)，也不需要冷卻設(shè)備；轉(zhuǎn)化率高，避免一種或幾種原料先反應(yīng)、再分離，然后再循環(huán)進(jìn)行反應(yīng)、分離，可以簡化流程，降低能耗；在分離作用下，使水分及時(shí)離開催化反應(yīng)區(qū)，使反應(yīng)進(jìn)行的比較徹底，同時(shí)使有害物質(zhì)不能進(jìn)入催化劑床層，從而可以延長催化劑的操作周期；使乙酸乙酯及時(shí)離開反應(yīng)區(qū)，避免了副反應(yīng)的發(fā)生，提高選擇性。


圖1給出的是本發(fā)明的工藝流程圖。
圖中各標(biāo)號(hào)代表的含義如下1、三口瓶 2、反應(yīng)床 3、多選擇進(jìn)料口 4、催化填料 5、全冷器 6、分相器 7、高位槽 8、流量計(jì) 9、玻璃填料 10、下緩沖空間 11、萃取精餾柱 12、上緩沖空間 13、玻璃填料A、精酯 B、萃取劑 C、回流 D、廢萃取劑 E、粗酯 F、混合原料。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用以說明本發(fā)明.
實(shí)施例1連續(xù)反應(yīng)精餾塔，精餾段為填充段，有19塊理論板，提餾段有9塊理論板，常壓下進(jìn)行反應(yīng)精餾，進(jìn)料醋酸與乙醇的摩爾比為1∶1，反應(yīng)精餾塔頂溫度為75℃，塔釜溫度為130℃，原料醋酸和乙醇由釜底加入，回流比為1.5，經(jīng)分析塔頂酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯93.75％，乙醇含量0.18％，水含量5.31％其它約0.76％。經(jīng)萃取塔提純后，酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯99.98％，乙醇含量0.01％，水含量0.01％。
實(shí)施例2連續(xù)反應(yīng)精餾塔，精餾段為填充段，有22塊理論板，提餾段有10塊理論板，常壓下進(jìn)行反應(yīng)精餾，進(jìn)料醋酸與乙醇的摩爾比為1∶1，反應(yīng)精餾塔頂溫度為73℃，塔釜溫度為130℃，原料醋酸和乙醇由釜底加入，回流比為1.5，經(jīng)分析塔頂酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯94.15％，乙醇含量0.14％，水含量5.12％其它約0.59％。經(jīng)萃取塔提純后，酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯99.95％，乙醇含量0.04％，其它約0.01％。
實(shí)施例3連續(xù)反應(yīng)精餾塔，精餾段為填充段，有25塊理論板，提餾段有10塊理論板，常壓下進(jìn)行反應(yīng)精餾，進(jìn)料醋酸與乙醇的摩爾比為1∶1，反應(yīng)精餾塔頂溫度為73℃，塔釜溫度為140℃，原料醋酸和乙醇由釜底加入，回流比為1.8，經(jīng)分析塔頂酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯93.24％，乙醇含量0.18％，水含量5.10％其它約1.48％。經(jīng)萃取塔提純后，塔頂酯相組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，乙酸乙酯99.99％，乙醇含量0.008％，其它約0.002％。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，以乙酸和乙醇為原料，其特征在于反應(yīng)原料乙酸與乙醇的進(jìn)料摩爾比為1-1.5，催化劑選用LaZSM-5固體酸或磷鉬雜多酸或TiO2/SO4-2-HZSM-5或磷鎢酸或甲磺酸，萃取劑為復(fù)合萃取劑，由丙三醇、乙二醇、醋酸鉀、醋酸鈉、氯化鈉、氯化鉀組成，其配合質(zhì)量比為11∶2∶0.1∶0.1∶0.1∶0.1，反應(yīng)溫度80-140℃，回流介質(zhì)采用精制的乙酸乙酯，回流比介于1.5-2.0之間，生產(chǎn)過程包括反應(yīng)精餾過程和萃取過程a.反應(yīng)精餾過程乙酸由塔中上部1/4-1/2加入，塔頂蒸出物經(jīng)冷凝器冷凝后，經(jīng)油水分離器分成油相和水相，水相被分出后，粗酯進(jìn)入萃取塔進(jìn)行萃取精制，回流物采用萃取精制后的產(chǎn)品，回流比1.5-2；b.萃取過程復(fù)合萃取劑由塔的上部加入，復(fù)合萃取劑進(jìn)口和塔頂之間的空間作為上緩沖段，酯化反應(yīng)塔采出的粗酯以由塔的下部加入，粗酯進(jìn)口和塔底之間的空間作為下緩沖段，整個(gè)萃取過程在15-20℃下進(jìn)行，乙酸乙酯產(chǎn)品由塔頂采出，部分產(chǎn)品進(jìn)入反應(yīng)精餾塔作為回流液。
2.按權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于在釜液中添入大量玻璃彈簧填料，將酸醇進(jìn)料管出口定在釜底中心處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于在反應(yīng)釜出口處加有一段填料催化床。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)乙酸乙酯的方法，其特征在于在萃取精餾柱上端有一節(jié)空變徑管，萃取劑的進(jìn)料位置在變徑管的下端，粗乙酸乙酯的進(jìn)料位置在萃取劑進(jìn)料下端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)乙酸乙酯的方法。該方法以乙酸和乙醇為原料，反應(yīng)原料乙酸與乙醇的進(jìn)料摩爾比為1－1.5，催化劑選用LaZSM－5固體酸或磷鉬雜多酸或TiO
文檔編號(hào)C07C69/14GK1580031SQ20041001229
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者趙地順, 李艮江, 龐登甲, 焦志穎, 張樹林, 扈士海, 陳煥章, 陳英須, 王春芳, 周俊芬 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué), 石家莊新宇三陽實(shí)業(yè)有限公司