一種精餾制備乙酸異丙酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)反應(yīng)工程領(lǐng)域，涉及乙酯異丙酯的生產(chǎn)方法，具體地說，涉及一種乙酸甲酯與異丙醇反應(yīng)精餾制乙酸異丙酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙酸異丙酯是一種重要的羧酸酯類產(chǎn)品，它的應(yīng)用廣泛，它是合成樹脂和涂料的原料，也可以用作某些香料組分，脫水劑、涂料的溶劑，印刷油墨的溶劑，并且可以作為提取劑應(yīng)用到一些藥物合成的工藝中，乙酸異丙酯有“萬能溶劑”之稱，可以與醇、酮、醚類等有機(jī)溶劑混溶。
[0003]目前合成乙酸異丙酯的生產(chǎn)工藝主要有兩種，一種方法就是乙酸與異丙醇為原料，在強(qiáng)酸性催化劑的作用下直接酯化生成乙酸異丙酯，如CN103214367所公開的方法，此法以濃硫酸做催化劑，由于催化劑易得，價(jià)格低，但其主要缺點(diǎn)是裝置易腐蝕、易污染環(huán)境、產(chǎn)品復(fù)雜難分離，反應(yīng)后有等摩爾質(zhì)量的水產(chǎn)生，后處理流程較長；另一種方法是采用乙酸和丙烯直接合成乙酸異丙酯，如CN102757341所公開的方法，這種路徑縮短了流程，節(jié)省了原料的消耗，酸與烯烴直接酯化是一個分子的酸與一個分子丙烯發(fā)生反應(yīng)，生成一分子的乙酸異丙酯，反應(yīng)中沒有其余的副產(chǎn)物產(chǎn)生，但該工藝也存在不足之處，反應(yīng)中會發(fā)生烯烴的低聚物累積，造成后續(xù)分離過程困難。
[0004]在聚乙烯醇生產(chǎn)工藝中，作為副產(chǎn)物的乙酸甲酯產(chǎn)量非常大。每生產(chǎn)一噸聚乙烯醇約產(chǎn)生1.68噸的乙酸甲酯，乙酸甲酯利用價(jià)值不高，因此需要將其轉(zhuǎn)化成更有價(jià)值的酸或醋，乙酸甲酯水解能耗較高，限制了其應(yīng)用，相對而言，乙酸甲酯酯交換反應(yīng)可以得到應(yīng)用價(jià)值更高的酯類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述技術(shù)存在的不足，提出一種以乙酸甲酯與異丙醇為原料，酯交換法合成乙酸異丙酯的反應(yīng)精餾工藝。
[0006]一種精餾制備乙酸異丙酯的方法，其特征在于:是以乙酸甲酯與異丙醇為原料，酯交換法合成乙酸異丙酯，采用反應(yīng)精餾塔和乙酸甲酯回收塔在常壓下制備乙酸異丙酯和回收原料乙酸甲酯，高沸點(diǎn)的反應(yīng)物異丙醇從位于反應(yīng)精餾塔中部的反應(yīng)段上部進(jìn)料，低沸點(diǎn)的乙酸甲酯和甲醇的混合物從位于反應(yīng)精餾塔中部的反應(yīng)段下部進(jìn)料，保證了反應(yīng)段下部的液相中乙酸甲酯維持在較高濃度，反應(yīng)段上部的液相中異丙醇的濃度較高，從而使整個反應(yīng)段塔板上兩種反應(yīng)物都維持在相對較高的濃度，且同時(shí)產(chǎn)物甲醇與乙酸甲酯形成最低共沸物從塔頂脫除，更高沸點(diǎn)的產(chǎn)物乙酸異丙酯通過提餾段從塔釜脫除，使反應(yīng)平衡能更快的向右移動，向有利于生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行。
[0007]由于異丙醇與乙酸甲酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成乙酸異丙酯和甲醇的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為打破反應(yīng)平衡，使反應(yīng)向有利于生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行，就必須把產(chǎn)物移出；故本發(fā)明的特征在于，所述的酯交換法合成乙酸異丙酯的反應(yīng)精餾工藝包括反應(yīng)精餾塔和乙酸甲酯回收塔，其中反應(yīng)精餾塔由精餾段，反應(yīng)段及提餾段組成，乙酸甲酯回收塔由精餾段和提餾段組成；原料異丙醇和乙酸甲酯及從乙酸甲酯回收塔塔頂?shù)玫降囊宜峒柞ズ图状嫉墓卜形锓謩e從反應(yīng)精餾塔的反應(yīng)段的上部及下部進(jìn)料，在反應(yīng)段進(jìn)行酯交換反應(yīng)，同時(shí)生成的甲醇與部分乙酸甲酯一起從反應(yīng)段分離出來，經(jīng)精餾段從塔頂采出，反應(yīng)段生成的重組份為乙酸異丙酯經(jīng)提餾段進(jìn)一步分離后，從塔釜采出；從反應(yīng)精餾塔塔頂采出的乙酸甲酯及甲醇混合物進(jìn)入乙酸甲酯回收塔，在乙酸甲酯回收塔內(nèi)，乙酸甲酯和甲醇形成的共沸物從塔頂蒸出，與原料乙酸甲酯混合，進(jìn)入反應(yīng)精餾塔，乙酸甲酯回收塔塔釜得到純甲醇。
[0008]高沸點(diǎn)的反應(yīng)物異丙醇從反應(yīng)段上部進(jìn)料，低沸點(diǎn)的乙酸甲酯和甲醇的混合物從反應(yīng)段下部進(jìn)料，這樣保證了反應(yīng)段下部的液相中乙酸甲酯維持在較高濃度，反應(yīng)段上部的液相中異丙醇的濃度較高，從而使整個反應(yīng)段塔板上兩種反應(yīng)物都維持在相對較高的濃度，且同時(shí)產(chǎn)物甲醇與乙酸甲酯形成最低共沸物從塔頂脫除，更高沸點(diǎn)的產(chǎn)物乙酸異丙酯通過提餾段從塔釜脫除，這樣能使反應(yīng)平衡能更快的向右移動。
[0009]在本發(fā)明中使用的反應(yīng)精餾塔塔板數(shù)為20 - 80塊，其中反應(yīng)段10 - 50塊，精餾段板數(shù)為5 - 20塊，提餾段板數(shù)為5 - 15塊，在反應(yīng)段裝填一定高度的陽離子交換樹脂作為催化劑；反應(yīng)段板數(shù)優(yōu)選30 — 45塊。
[0010]乙酸甲酯回收塔塔板數(shù)為15 - 40塊，其中精餾段10 - 30塊，提餾段板數(shù)10 —15塊，兩塔采用常壓操作。
[0011]原料異丙醇從反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段上部進(jìn)入塔內(nèi)，原料乙酸甲酯與從乙酸甲酯回收塔塔頂?shù)玫降囊宜峒柞ズ图状嫉墓卜形飶姆磻?yīng)精餾塔反應(yīng)段下部進(jìn)入塔內(nèi)，為保持乙酸異丙酯有較高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，進(jìn)料中的乙酸甲酯和異丙醇的總摩爾比為1:1 一 3:1 ;在反應(yīng)精餾塔內(nèi)，過量的乙酸甲酯與甲醇的混合蒸汽從精餾塔頂蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝冷卻后，一部分回流回反應(yīng)精餾塔，另一部分進(jìn)入乙酸甲酯回收塔。反應(yīng)精餾塔塔釜得到摩爾分?jǐn)?shù)大于99.5%的乙酸異丙醋。
[0012]在乙酸甲酯回收塔內(nèi)，乙酸甲酯和甲醇形成的共沸物從塔頂蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝冷卻后，一部分回流回乙酸甲酯回收塔內(nèi)，另一部分與原料乙酸甲酯混合，進(jìn)入反應(yīng)精餾塔，乙酸甲酯回收塔塔釜得到摩爾分?jǐn)?shù)大于99.3%的甲醇。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是以陽離子交換樹脂為催化劑，采用反應(yīng)精餾技術(shù)可連續(xù)化生成乙酸異丙酯，簡化了工藝流程，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，且反應(yīng)條件溫和，收率高，無腐蝕，無環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0015]圖中標(biāo)號如下:Cl 一反應(yīng)精餾塔，C2 —乙酸甲酯回收塔，I 一反應(yīng)精餾塔精餾段，2 一反應(yīng)精飽塔反應(yīng)段，3 —反應(yīng)精飽塔提飽段，4 一反應(yīng)精飽塔塔頂冷凝器，5 —反應(yīng)精飽塔塔釜再沸器，6 —乙酸甲酯回收塔精餾段，7 —乙酸甲酯回收塔提餾段，8 —乙酸甲酯回收塔塔頂冷凝器，9 一乙酸甲酯回收塔塔釜再沸器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的敘述。
[0017]如圖1所示，一種乙酸甲酯與異丙醇反應(yīng)精餾制乙酸異丙酯的工藝方法采用兩塔流程，其中反應(yīng)精餾塔Cl內(nèi)部有依次上下連接的精餾段1、反應(yīng)段2、提餾段3，頂部設(shè)有反應(yīng)精餾塔塔頂冷凝器4、底部設(shè)有反應(yīng)精餾塔塔釜再沸器5 ;乙酸甲酯回收塔C2內(nèi)部有依次上下連接的精餾段6、提餾段7，頂部設(shè)有塔頂冷凝器8，底部設(shè)有塔釜再沸器9。
[0018]原料異丙醇從反應(yīng)精餾塔Cl反應(yīng)段2上部進(jìn)入塔內(nèi)，原料乙酸甲酯與乙酸甲酯和甲醇的共沸物混合，從反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段2下部進(jìn)入塔內(nèi)，為保持乙酸異丙酯有較高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，進(jìn)料中的乙酸甲酯和異丙醇的總摩爾比為1:1 一 3:1 ;在反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段2中，異丙醇和過量的乙酸甲酯反應(yīng)，生成乙酸異丙酯和甲醇，甲醇和部分乙酸甲酯經(jīng)過精餾段I提純后，經(jīng)塔頂冷凝器4冷凝冷卻后，一部分回流回到精餾段I的上部，另一部分進(jìn)入乙酸甲酯回收塔C2，反應(yīng)生成的乙酸異丙酯沸點(diǎn)最高，經(jīng)提餾段3進(jìn)一步分離后，在反應(yīng)精餾塔塔釜得到摩爾分?jǐn)?shù)大于99.5%的乙酸異丙酯；
從反應(yīng)精餾塔Cl塔頂蒸出的甲醇和乙酸甲酯混合物進(jìn)入乙酸甲酯回收塔C2內(nèi)，乙酸甲酯和甲醇形成的共沸物從塔頂蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝冷卻后，一部分回流回乙酸甲酯回收塔C2內(nèi)，另一部分與原料乙酸甲酯混合，進(jìn)入反應(yīng)精餾塔Cl，乙酸甲酯回收塔塔釜得到摩爾分?jǐn)?shù)大于99.3%的甲醇。
[0019]在本發(fā)明中使用的反應(yīng)精餾塔塔Cl板數(shù)為20 - 80塊，其中反應(yīng)段10 — 50塊，精餾段板數(shù)為5 - 20塊，提餾段板數(shù)為5 - 15塊，反應(yīng)段板數(shù)優(yōu)選30