專利名稱：醋酸正丁酯工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料行業(yè)、人造革業(yè)以及油墨、塑料化工、醫(yī)藥工業(yè)， 特別是一種醋酸正丁酯工藝。
背景技術(shù)：
醋酸正丁酯為無色透明、易燃、具有果實(shí)味的液體，是一種重要的基 本有機(jī)化工原料，常作為有機(jī)溶劑、萃取劑，脫水劑應(yīng)用于火棉膠、 硝化纖維、清漆、人造革、醫(yī)藥、塑料以及香料工業(yè)中。醋酸丁酯的 生產(chǎn)對國民經(jīng)濟(jì)以及各行各業(yè)的發(fā)展有著重要的意義，也對人民生活 質(zhì)量的改善和提高起著重要的作用。最近幾年，由于全球范圍內(nèi)對環(huán) 境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格，人們傾向于減少甲苯、二甲苯、酮類等溶劑 的用量，由于醋酸丁酯是甲苯、二甲苯、酮類很好的取代品，其應(yīng)用 前景十分廣闊。傳統(tǒng)工業(yè)上合成醋酸丁酯的方法主要是以濃硫酸為催 化劑，由醋酸和丁醇直接進(jìn)行酯化。用濃硫酸作催化劑雖然可以獲得 理想的酯化率，但酯化時常伴有氧化、硫化等副反應(yīng)，從而使產(chǎn)品顏
色加深，給后處理帶來麻煩;而且反應(yīng)結(jié)束后為除去多余的硫酸還需 經(jīng)過中和與水處理，致使生產(chǎn)工序繁雜，能耗高，產(chǎn)品損失多，并產(chǎn) 生大量的廢水。針對上述工藝的缺點(diǎn)，近年來國內(nèi)外不斷完善醋酸丁 酯的生產(chǎn)合成技術(shù)，開發(fā)了一系列新型的醋酸丁酯合成工藝。對于醋 酸丁酯的生產(chǎn)，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是以濃硫酸為催化劑，由醋酸和丁醇直接進(jìn)行酯化。濃硫酸所起的作用是催化和脫水，即吸收由醋酸與正丁 醇酯化時所生成的水，使平衡向右移動，促進(jìn)反應(yīng)向右進(jìn)行。這是一 個很成熟的工藝路線，其催化劑價(jià)格低廉，來源易，因此而吸引著人 們，但是也存在許多缺點(diǎn)(l)硫酸對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，三廢處理難，設(shè)
備費(fèi)用高；(2)硫酸選擇性差，具有強(qiáng)氧化性并能導(dǎo)致磺化，炭化或聚 合等副反應(yīng)，留下一定的酯化殘液，給后處理帶來麻煩；(3)醋酸正丁 酯的收率不高且反應(yīng)結(jié)束后為除去多余的硫酸還需經(jīng)過中和與水處 理，致使生產(chǎn)工序繁雜，產(chǎn)品損失多，并產(chǎn)生大量廢水，所制得的醋 酸正丁酯成本高，生產(chǎn)效益并不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝合理、生產(chǎn)安全可靠、反應(yīng)收率高、 生產(chǎn)成本低的醋酸正丁酯工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案為以固體酸取代硫酸的新型催化劑，將催化 劑制成填料，反應(yīng)精餾塔由三部分組成，上部是兼具回流和精餾功能 的精餾段，仍然是用普通填料，在塔內(nèi)部布有列管換熱器，用以冷凝 部分上升的氣體作為回流液，使回流在精餾塔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
固體酸做催化劑在反應(yīng)精餾制備醋酸丁酯中的應(yīng)用隨著環(huán)保法規(guī) 對環(huán)境要求的不斷提高，以固體酸取代硫酸的新型催化劑己用于當(dāng)代
工業(yè)生產(chǎn)中；而以固體酸為催化劑的反應(yīng)精餾生產(chǎn)技術(shù)，將催化劑制成
填料置于塔中，不但克服了催化劑放在塔釜中的不足，而且使反應(yīng)與
分離同時進(jìn)行，生產(chǎn)效率高;并且設(shè)備腐蝕輕，副反應(yīng)少;與用硫酸作催化劑生產(chǎn)醋酸丁酯工藝相比，催化精餾工藝由于采用了以固體酸為 催化劑的反應(yīng)精餾生產(chǎn)技術(shù)，將催化劑制成填料置于塔中，不但克服 了催化劑放在塔釜中的不足，而且使反應(yīng)與分離同時進(jìn)行，生產(chǎn)效率
高;另外，由于使用固體酸，設(shè)備腐蝕輕，副反應(yīng)少，因此該工藝的生
產(chǎn)效益要明顯高于硫酸法工藝具有明顯的先進(jìn)性。但與硫酸法連續(xù)生 產(chǎn)工藝相比，該工藝由于從反應(yīng)精餾塔的得到的粗酯的酸相對較多， 在精餾前需要用進(jìn)行中和，多了中和段，增加了原料和設(shè)備成本的消 耗。 一是反應(yīng)精餾塔以前全是裝填催化反應(yīng)填料， 一邊反應(yīng)一邊分離， 現(xiàn)在的反應(yīng)精餾塔該由三部分組成，上部是兼具回流和精餾功能的精 餾段，仍然是用普通填料，但結(jié)構(gòu)不同于普通精餾，在塔內(nèi)部布有列 管換熱器，用以冷凝部分上升的氣體作為回流液，使回流在精餾塔內(nèi) 部實(shí)現(xiàn)。二是省去了原工藝的中和工序，粗醋從反應(yīng)釜出來后直接進(jìn) 入精餾塔精制。在反應(yīng)精餾塔該由三部分組成，上部為具有部分冷凝
作用的精餾段，裝填普通填料；中部為反應(yīng)精餾段，如同以前裝有催化
反應(yīng)填料;下部為提餾段，裝填普通的精餾。其中上部具有部分冷凝作
用的精餾段是一種新的精餾內(nèi)回流方法，該法將普通精餾塔的精餾和 回流合為一體，上升的蒸汽在精餾的同時，冷凝一部分作為回流，所 提供的回流量大小由外部冷卻介質(zhì)自動控制，同時具有分離作用和回 流作用，不僅省去了復(fù)雜的塔頂回流控制裝置，操作亦方便。二是在 反應(yīng)塔和精餾塔間省去了中和段，采用直接精餾就能除去粗醋中的少 量醋酸，省去了麻煩的間歇中和工序，生產(chǎn)成本及設(shè)備投資都有所下 降。研究表明使用改進(jìn)后的工藝流程，不但，醋酸丁醋的產(chǎn)率有所提高，而且產(chǎn)品純度也要好于原工藝，比原工藝更具有優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性。 將熱泵應(yīng)用于精餾能有效提高精餾熱效率，是一種節(jié)能技術(shù)，目前己 廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各種化工生產(chǎn)過程。與傳統(tǒng)精餾相比，熱泵在精餾 中的使用能顯著節(jié)約能耗，國內(nèi)已有將壓縮式熱泵精餾應(yīng)用于醋酸丁
酯生產(chǎn)的報(bào)道，其優(yōu)點(diǎn)有(l)不需要改變傳統(tǒng)精餾工藝流程及操作參 數(shù)，可直接在常規(guī)生產(chǎn)裝置上進(jìn)行改造，節(jié)約了生產(chǎn)成本；(2)可大大 降低過程加熱蒸汽和循環(huán)冷卻水的消耗，大幅度降低了生產(chǎn)過程能耗。 隨著涂料行業(yè)、人造革業(yè)以及油墨、塑料化工、醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展， 我國對醋酸丁酯的需求量有大幅度的提高;先進(jìn)的醋酸丁酯工藝是保 證醋酸丁酯市場健康發(fā)展的重要因素。因此，針對生產(chǎn)醋酸丁酯工藝 的不足之處，進(jìn)一步完善其流程是當(dāng)前的重要任務(wù)之一。未來的醋酸 丁酯合成技術(shù)的發(fā)展方向， 一是，揉和吸收現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)改造生產(chǎn) 工藝，利用新型高效催化劑以及催化精餾技術(shù)進(jìn)一步減低設(shè)備腐蝕， 利用熱泵精餾技術(shù)，新型換熱設(shè)備、設(shè)施進(jìn)一步降低能耗，以提高經(jīng) 濟(jì)效益。二是，改進(jìn)思路，尋找一種能夠在105—11(TC與醋酸丁酯形 成共沸物，在85—9(TC又能與醋酸丁酯在氣相條件下完全分離的物 質(zhì)，這樣酯化塔的粗酯就能夠以氣相的形式進(jìn)入精餾塔，從而，可以 比傳統(tǒng)工藝節(jié)省約三分之一的能耗，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，節(jié)能降耗， 提高經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1、一種醋酸正丁酯工藝，其特征在于以固體酸取代硫酸的新型催化劑，將催化劑制成填料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的 一種醋酸正丁酯工藝，其特征在于反 應(yīng)精餾塔由三部分組成，上部是兼具回流和精餾功能的精餾段。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醋酸正丁酯工藝，其特征在于在 塔內(nèi)部布有列管換熱器，用以冷凝部分上升的氣體作為回流液，使回 流在精餾塔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種醋酸正丁酯工藝，以固體酸取代硫酸的新型催化劑，將催化劑制成填料，反應(yīng)精餾塔由三部分組成，上部是兼具回流和精餾功能的精餾段，仍然是用普通填料，在塔內(nèi)部布有列管換熱器，用以冷凝部分上升的氣體作為回流液，使回流在精餾塔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。
文檔編號C07C69/00GK101676256SQ20081015716
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者于網(wǎng)林 申請人:于網(wǎng)林