一種合成乙酸仲丁酯的方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種合成乙酸仲丁酯的方法，包括：多段反應(yīng)步驟，用于在催化劑作用下，將輸入的乙酸及C4餾分的混合物在多段絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)后，輸出反應(yīng)產(chǎn)物；控溫控壓步驟，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入控溫控壓裝置中通過(guò)壓力控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，反應(yīng)產(chǎn)物在控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反應(yīng)，吸收反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)，將汽相產(chǎn)物排出，液相產(chǎn)物輸入多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段，繼續(xù)與C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)；餾分分離步驟，通過(guò)餾分分離塔接收汽相產(chǎn)物與液相產(chǎn)物后，進(jìn)行分離，合成為乙酸仲丁酯。本發(fā)明還公開(kāi)了一種合成乙酸仲丁酯的裝置。
【專利說(shuō)明】
一種合成乙酸仲丁酯的方法及其裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明特別涉及一種合成乙酸仲丁酯的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙酸仲丁酯具有溶解性能強(qiáng)、揮發(fā)速度適中、萃取收率高、毒性小、殘留少等優(yōu)點(diǎn)， 已成為國(guó)內(nèi)最具影響力的環(huán)保溶劑之一；加之其還具有辛烷值高、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、氧含量 低等特點(diǎn)，是可以作為汽油添加組分的新型化學(xué)品，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。
[0003] 國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)生產(chǎn)乙酸仲丁酯的方法是以硫酸為催化劑催化乙酸和丁醇反應(yīng)，而利 用C4中的正丁烯與乙酸直接合成乙酸仲丁酯，可以顯著降低生產(chǎn)成本，是目前生產(chǎn)乙酸仲 丁酯的主流技術(shù)。
[0004] 公開(kāi)號(hào)為US5457228A的美國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種利用乙酸與1- 丁烯和2- 丁烯 反應(yīng)合成乙酸仲丁酯的方法，采用酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為催化劑，固定床反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn) 物經(jīng)冷卻后一部分采出，大部分返回固定床反應(yīng)器。
[0005] 公開(kāi)號(hào)為CN101948385A的中國(guó)發(fā)明專利中公開(kāi)了通過(guò)加壓操作，原料乙酸和C4 烯烴均以液態(tài)形式同向連續(xù)通過(guò)三臺(tái)列管式固定床反應(yīng)器，其中小部分的C4烯烴與乙酸 合并后分兩股進(jìn)入1#和2#反應(yīng)器，余下的大部分C4烯烴與1#和2#反應(yīng)器的生成物合并 進(jìn)入3#反應(yīng)器；經(jīng)3#反應(yīng)器后小部分產(chǎn)出物去精餾塔分離，其余部分循環(huán)至3#反應(yīng)器的 入口，所采用的循環(huán)比是1~10,反應(yīng)溫度通過(guò)夾套冷卻水控制在60~100°C。
[0006] 公開(kāi)號(hào)為CN101143819的中國(guó)發(fā)明專利中公開(kāi)了采用催化精餾工藝合成乙酸仲 丁酯，乙酸和混合C4分別從催化精餾塔的上部精餾段和下部提餾段進(jìn)入塔內(nèi)，反應(yīng)段填裝 催化劑，乙酸和混合C4在催化劑表面逆流接觸，未反應(yīng)的混合C4從塔頂蒸出，產(chǎn)物從塔底 流出。
[0007] 公開(kāi)號(hào)為CN102234230A的中國(guó)發(fā)明專利中公開(kāi)了采用3~5段的列管式固定床 反應(yīng)器進(jìn)行，乙酸一次性進(jìn)料，C4餾分分段進(jìn)料，同時(shí)在反應(yīng)體系中加入烯烴阻聚劑，在反 應(yīng)溫度50~120°C，反應(yīng)壓力1.0~2. OMPa下生產(chǎn)乙酸仲丁酯。
[0008] 公開(kāi)號(hào)為CN101486640A的中國(guó)發(fā)明專利中公開(kāi)了一種乙酸仲丁酯的制備方法， 采用了 2-10個(gè)串聯(lián)的絕熱固定床反應(yīng)器和多個(gè)精餾塔，該制備方法中需要大量的冷卻水 控制溫升。
[0009] CN103342641A采用絕熱固定床反應(yīng)器，根據(jù)原來(lái)C4中烯烴含量的多少，在一個(gè)絕 熱固定床反應(yīng)器中分布1~4層催化劑，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力和冷原料的加入速度，實(shí)現(xiàn)反應(yīng) 在物料的泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。利用反應(yīng)物汽化吸收汽化潛熱的原理，讓部分反應(yīng) 物汽化吸收取走反應(yīng)過(guò)程放出的反應(yīng)熱，從而不需要列管夾套取熱，也不需要反應(yīng)器外部 冷卻后循環(huán)一部分物料回到反應(yīng)器冷卻，便可控制反應(yīng)在預(yù)定的溫度下進(jìn)行。但該方法僅 適用于烯烴含量低的原料，烯烴含量高時(shí)，反應(yīng)放出的熱在給定的壓力下會(huì)汽化大量的C4 餾分原料，從而大幅降低丁烯的轉(zhuǎn)化率。
[0010] 綜上，現(xiàn)有的乙酸仲丁酯生產(chǎn)方法存在如下問(wèn)題：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如催化精餾 塔、列管式固定床反應(yīng)器）、造價(jià)高，列管式固定床反應(yīng)器取出反應(yīng)熱需要大量的冷卻水等 劣勢(shì)，這是因?yàn)橐宜嶂俣□サ暮铣蛇^(guò)程會(huì)放出大量的熱，溫升控制不住會(huì)使催化劑失活，另 外除了主反應(yīng)，還有許多副反應(yīng)發(fā)生，碳四烯烴二聚及三聚生成碳八烯烴、碳十二烯烴。反 應(yīng)溫度控制不住，碳四烯烴易于自聚，高溫下二聚反應(yīng)速度更快，因此必須穩(wěn)定的控制好反 應(yīng)溫升是提高乙酸仲丁酯產(chǎn)品收率的關(guān)鍵。
[0011] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，亟待研發(fā)一種新型的合成乙酸仲丁酯的方法及 其裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種合成乙酸仲丁酯方法及其裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存 在的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在反應(yīng)過(guò)程中需要大量的冷卻水進(jìn)行溫升控制，或者溫升控制失效 導(dǎo)致催化劑失活的問(wèn)題。
[0013] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種合成乙酸仲丁酯的方法，包 括：
[0014] 多段反應(yīng)步驟，用于在催化劑作用下，將輸入的乙酸及C4餾分的混合物在多段絕 熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)后，輸出反應(yīng)產(chǎn)物；
[0015] 控溫控壓步驟：所述反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入控溫控壓裝置中通過(guò)壓力控制所述反應(yīng)產(chǎn)物的 汽化分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，所述反應(yīng)產(chǎn)物在所述控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽 化反應(yīng)，吸收反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)所述控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力 值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)，將所述汽相產(chǎn)物排出，所述液相產(chǎn)物輸入所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中 的下一段，繼續(xù)與所述C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)；
[0016] 餾分分離步驟：通過(guò)餾分分離塔接收所述汽相產(chǎn)物與所述液相產(chǎn)物后，進(jìn)行分離， 合成為乙酸仲丁酯。
[0017] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述多段反應(yīng)步驟，包括：
[0018] 第一段反應(yīng)步驟：將乙酸及C4餾分在所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中的第一段絕 熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物；
[0019] 后續(xù)段反應(yīng)步驟：所述第一次反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述多段絕熱 固定床反應(yīng)器中的后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器充分反應(yīng)，生成后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將所述后續(xù)反 應(yīng)產(chǎn)物輸出到所述控溫控壓裝置的氣液分離罐，所述氣液分離罐分離出的所述液相產(chǎn)品與 C4餾分繼續(xù)進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行充分反應(yīng)；
[0020] 最后一段反應(yīng)步驟：所述后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述多段絕熱 固定床反應(yīng)器中的最后一段絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后液相產(chǎn)物通過(guò)所述汽 液分離罐，輸入所述餾分分離塔，與所述汽相產(chǎn)物合成為乙酸仲丁酯。
[0021 ] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器通過(guò)工藝條件來(lái)控制 反應(yīng)溫升。
[0022] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器通過(guò)所述控溫控壓裝 置的壓力調(diào)節(jié)裝置控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率，進(jìn)而控制反應(yīng)溫升。
[0023] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述催化劑為大孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化 劑。
[0024] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述多段絕熱固定床反應(yīng)器采用2-6段串連連接的 絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯生產(chǎn)。
[0025] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述乙酸為一次性進(jìn)料，所述C4餾分為分段從所述 多段絕熱固定床反應(yīng)器分別進(jìn)料。
[0026] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述乙酸與所述C4餾分的烯烴的摩爾比為2~6。
[0027] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述多段絕熱固定床反應(yīng)器采用3段絕熱固定床反 應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯合成，所述3段絕熱固定床反應(yīng)器包括：第一段絕熱固定床反應(yīng)器、第 二段絕熱固定床反應(yīng)器和第三段絕熱固定床反應(yīng)器。
[0028] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器的入口溫度為45~ 70°C，反應(yīng)壓力為1. 0~3. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為2. 0~5. Oh-1，所述第一段絕熱 固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~40%。
[0029] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述的第二段絕熱固定床反應(yīng)器的入口溫度為 55~80°C，反應(yīng)壓力為0? 3~0? 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~3. Oh-1，所述第二段 絕熱固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~50%。
[0030] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述第三段絕熱固定床反應(yīng)器的入口溫度為55~ 80°C，反應(yīng)壓力為0. 3~0. 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~3. Oh-1，所述第三段絕熱 固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~50%。
[0031] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述餾分分離塔的板數(shù)為1~20,回流比為0. 5~ 50,操作壓力為0? 2~0? 6MPa。
[0032] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器的絕熱溫升為24~ 37°C，所述第二段絕熱固定床反應(yīng)器的絕熱溫升為27~33°C，所述第三段絕熱固定床反應(yīng) 器的絕熱溫升為19~30°C。
[0033] 上述合成乙酸仲丁酯的方法，所述汽相產(chǎn)物中包括丁烷。
[0034] 本發(fā)明還提供一種合成乙酸仲丁酯的裝置，采用如上所述合成乙酸仲丁酯的方 法，所述裝置，包括：
[0035] 多段絕熱固定床反應(yīng)器，用于將輸入的乙酸及C4餾分的混合物進(jìn)行充分反應(yīng)后， 輸出反應(yīng)產(chǎn)物，每段絕熱固定床反應(yīng)器之間采取串聯(lián)連接；
[0036] 多個(gè)控溫控壓裝置：分別設(shè)置于所述多段絕熱固定床反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線 上，所述反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入所述多個(gè)控溫控壓裝置后，通過(guò)壓力控制所述反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率 進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，所述反應(yīng)產(chǎn)物在所述控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反應(yīng)， 吸收反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)所述控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行 氣壓調(diào)節(jié)，將所述汽相產(chǎn)物排出，所述液相產(chǎn)物輸入所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一 段中，繼續(xù)與所述C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)；
[0037] 餾分分離塔：連接于所述多個(gè)控溫控壓裝置，接收所述汽相產(chǎn)品與所述液相產(chǎn)品 后，進(jìn)行分離，合成為乙酸仲丁酯。
[0038] 上述合成乙酸仲丁酯的裝置，所述多段絕熱固定床反應(yīng)器，包括：
[0039] 第一段絕熱固定床反應(yīng)器：在催化劑作用下，將乙酸及C4餾分在所述第一段絕熱 固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器通過(guò) 工藝條件來(lái)控制反應(yīng)溫升；
[0040] 多個(gè)后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器：通過(guò)所述控溫控壓裝置連接于所述第一段絕熱固 定床反應(yīng)器，所述第一次反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng) 器充分反應(yīng)，生成后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物輸出到所述控溫控壓裝置，所述控溫控壓裝置 分離出的所述液相產(chǎn)品與C4餾分繼續(xù)進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行 充分反應(yīng)；
[0041] 最后一段絕熱固定床反應(yīng)器：通過(guò)所述控溫控壓裝置連接于所述后續(xù)段絕熱固定 床反應(yīng)器及所述餾分分離塔，所述后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述最后一段 絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)所述控溫控壓裝置，輸入所述餾分 分離塔，合成為乙酸仲丁酯。
[0042] 上述合成乙酸仲丁酯的裝置，每個(gè)所述控溫控壓裝置設(shè)置于所述后續(xù)段絕熱固定 床反應(yīng)器及所述最后一段絕熱固定床反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上。
[0043] 上述合成乙酸仲丁酯的裝置，所述控溫控壓裝置，包括：
[0044] 汽液分離罐：設(shè)置于所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器及所述最后一段絕熱固定床反 應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上，并通過(guò)排氣管線連接于所述餾分分離塔，用于對(duì)達(dá)到預(yù)定溫 度的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行汽液分離為液相產(chǎn)物和汽相產(chǎn)物；
[0045] 壓力調(diào)節(jié)裝置：設(shè)置于所述排氣管線上，用于根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)，將所 述汽相產(chǎn)物輸入所述餾分分離塔。
[0046] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
[0047] 1、本發(fā)明提供的方法，采用絕熱固定床反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投入少；
[0048] 2、本發(fā)明方法中不需加入冷卻水帶走熱量來(lái)控制溫度，汽液相產(chǎn)品直接進(jìn)入C4 餾分分離塔進(jìn)行分離，又減少汽化所需的熱量，所以能耗降低；
[0049] 3、本發(fā)明選用C4餾分分段進(jìn)料與乙酸反應(yīng)，可以有效控制每段反應(yīng)器的溫升，且 每段反應(yīng)器中酸烯比大，產(chǎn)品乙酸仲丁酯選擇性高；
[0050] 4、本發(fā)明采用第2段和第3段絕熱固定床反應(yīng)器才開(kāi)始通過(guò)控制反應(yīng)壓力來(lái)控制 溫升，這樣汽化的產(chǎn)品中主要是丁烷，可以提高C4餾分中丁烯的轉(zhuǎn)化率；
[0051] 5、本發(fā)明采用控溫控壓步驟進(jìn)行通過(guò)壓力控制，使反應(yīng)產(chǎn)物在指定溫度前汽化， 吸收了反應(yīng)熱，汽相產(chǎn)品經(jīng)控溫控壓裝置分離直接進(jìn)入餾分分離塔，最終所有產(chǎn)物進(jìn)入餾 分分離塔中能夠快速分離，在反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱被充分利用，用于后面的汽液分離，并 且，反應(yīng)過(guò)程中穩(wěn)定控制溫升，保護(hù)了催化劑活性，降低能耗，減少了加工步驟，節(jié)約了生產(chǎn) 成本。
【附圖說(shuō)明】
[0052] 圖1為本發(fā)明合成乙酸仲丁酯裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明控溫控壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖3為本發(fā)明合成乙酸仲丁酯方法流程示意圖；
[0055] 圖4為本發(fā)明合成乙酸仲丁酯裝置具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056] 其中，附圖標(biāo)記：
[0057] 1-C4餾分，2-第1段C4餾分，3-第2段C4餾分，4-第3段C4餾分，5-乙酸，6-第 1段絕熱固定床反應(yīng)器原料，7-第1段絕熱固定床反應(yīng)器，8-第1段絕熱固定床反應(yīng)器產(chǎn) 品，10-第2段絕熱固定床反應(yīng)器，11-第2段絕熱固定床反應(yīng)器產(chǎn)品，12-第2段絕熱固定 床反應(yīng)器汽液分離罐，13-第2段絕熱固定床反應(yīng)器汽液分離罐汽相產(chǎn)品，14-第2段絕熱 固定床反應(yīng)器汽液分離罐液相產(chǎn)品，16-第3段絕熱固定床反應(yīng)器，17-第3段絕熱固定床 反應(yīng)器產(chǎn)品，18-第3段絕熱固定床反應(yīng)器汽液分離罐，19-第3段絕熱固定床反應(yīng)器汽液 分離罐汽相產(chǎn)品，20-進(jìn)C4餾分分離塔汽相原料，21-第3段絕熱固定床反應(yīng)器汽液分離罐 液相產(chǎn)品，22-C4餾分分離塔，23-C4餾分分離塔塔頂物流，24-C4餾分分離塔塔底物流
【具體實(shí)施方式】
[0058] 以下通過(guò)具體實(shí)施例介紹本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)和所具有的有益效果，但不應(yīng)據(jù)此對(duì)本發(fā) 明的實(shí)施范圍構(gòu)成任何限定。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0059] 本發(fā)明公開(kāi)一種合成乙酸仲丁酯的方法及其裝置，該合成乙酸仲丁酯的裝置，包 括：多段絕熱固定床反應(yīng)器，多個(gè)控溫控壓裝置和餾分分離塔22 ;
[0060] 多段絕熱固定床反應(yīng)器，用于將輸入的乙酸及C4餾分的混合物進(jìn)行充分反應(yīng) 后，輸出反應(yīng)產(chǎn)物，多段絕熱固定床反應(yīng)器包括：絕熱固定床反應(yīng)器31、絕熱固定床反應(yīng)器 32……、絕熱固定床反應(yīng)器3N，每段絕熱固定床反應(yīng)器31~3N之間采取串聯(lián)連接，其中，N 為大于0的自然數(shù)；
[0061] 多個(gè)控溫控壓裝置：分別設(shè)置于多段絕熱固定床反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上， 反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入多個(gè)控溫控壓裝置后，通過(guò)壓力控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫 升，反應(yīng)產(chǎn)物在控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反應(yīng)，吸收反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn) 物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)，將汽相產(chǎn)物排出，液相 產(chǎn)物輸入多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段中，繼續(xù)與C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)，其中，多個(gè) 控溫控壓裝置包括：控溫控壓裝置41、控溫控壓裝置42......控溫控壓裝置4M，其中，M為 大于〇的自然數(shù)；
[0062] 餾分分離塔22 :連接于多個(gè)控溫控壓裝置，接收汽相產(chǎn)品與液相產(chǎn)品后，進(jìn)行分 離，合成為乙酸仲丁酯。
[0063] 多段絕熱固定床反應(yīng)器，包括：
[0064] 第一段絕熱固定床反應(yīng)器31 :在催化劑作用下，將乙酸及C4餾分在第一段絕熱固 定床反應(yīng)器31中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物，第一段絕熱固定床反應(yīng)器31通過(guò)工 藝條件來(lái)控制反應(yīng)溫升；
[0065] 后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器：通過(guò)控溫控壓裝置連接于第一段絕熱固定床反應(yīng) 器31，該后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器包括：絕熱固定床反應(yīng)器32.....絕熱固定床反應(yīng)器 3(N_1)，第一次反應(yīng)產(chǎn)物與C4餾分混合后進(jìn)入后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器充分反應(yīng)，生成后 續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物輸出到控溫控壓裝置，控溫控壓裝置分離出的液相產(chǎn)品與C4餾分 繼續(xù)進(jìn)入后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行充分反應(yīng)；
[0066] 最后一段絕熱固定床反應(yīng)器3N :通過(guò)控溫控壓裝置連接于后續(xù)段絕熱固定床反 應(yīng)器及餾分分離塔22,后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與C4餾分混合后進(jìn)入最后一段絕熱固定床反應(yīng)器3N 進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)控溫控壓裝置，輸入餾分分離塔22,合成為乙酸仲丁 酯。
[0067] 其中，每個(gè)控溫控壓裝置設(shè)置于后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器及最后一段絕熱固定床 反應(yīng)器3N的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上。
[0068] 其中，圖2為本發(fā)明控溫控壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，控溫控壓裝置41、 42…、4N，都包括：
[0069] 汽液分離罐401 :設(shè)置于后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器及最后一段絕熱固定床反應(yīng)器 3N的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線403上，并通過(guò)排氣管線404連接于餾分分離塔22,用于對(duì)達(dá)到預(yù) 定溫度的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行汽液分離為液相產(chǎn)物和汽相產(chǎn)物；
[0070] 壓力調(diào)節(jié)裝置402 :設(shè)置于排氣管線404上，用于根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)， 將汽相產(chǎn)物輸入餾分分離塔22。
[0071] 基于如上所述合成乙酸仲丁酯的裝置，如圖3所示，本發(fā)明還提供了一種合成乙 酸仲丁酯的方法，包括：
[0072] 多段反應(yīng)步驟S1，用于在催化劑作用下，將輸入的乙酸及C4餾分的混合物在多段 絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)后，輸出反應(yīng)產(chǎn)物；
[0073] 控溫控壓步驟S2 :反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入控溫控壓裝置中通過(guò)壓力控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化 分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，反應(yīng)產(chǎn)物在控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反應(yīng)，吸收 反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)， 將汽相產(chǎn)物排出，液相產(chǎn)物輸入多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段，繼續(xù)與C4餾分進(jìn)行充 分反應(yīng)；
[0074] 餾分分離步驟S3 :通過(guò)餾分分離塔22接收汽相產(chǎn)物與液相產(chǎn)物后，進(jìn)行分離，合 成為乙酸仲丁酯。
[0075] 其中，多段反應(yīng)步驟S1，包括：
[0076] 第一段反應(yīng)步驟S11 :將乙酸及C4餾分在多段絕熱固定床反應(yīng)器中的第一段絕熱 固定床反應(yīng)器31中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物；其中，第一段絕熱固定床反應(yīng)器 31通過(guò)工藝條件來(lái)控制反應(yīng)溫升。
[0077] 后續(xù)段反應(yīng)步驟S12 :第一次反應(yīng)產(chǎn)物與C4餾分混合后進(jìn)入多段絕熱固定床反應(yīng) 器中的后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器充分反應(yīng)，生成后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物輸出到控 溫控壓裝置的氣液分離罐401，氣液分離罐401分離出的液相產(chǎn)品與C4餾分繼續(xù)進(jìn)入后續(xù) 段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行充分反應(yīng)；后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器通過(guò)控溫控壓裝 置的壓力調(diào)節(jié)裝置402控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率，進(jìn)而控制反應(yīng)溫升。其中，汽液分離罐 401分離出的汽相產(chǎn)物中包括丁烷。
[0078] 最后一段反應(yīng)步驟S13 :后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與C4餾分混合后進(jìn)入多段絕熱固定床反 應(yīng)器中的最后一段絕熱固定床反應(yīng)器3N進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后液相產(chǎn)物通過(guò)汽液分離罐 401，輸入餾分分離塔22,與汽相產(chǎn)物合成為乙酸仲丁酯。
[0079] 本發(fā)明具體實(shí)施例中催化劑優(yōu)選為大孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑；多段絕 熱固定床反應(yīng)器采用2-6段串連連接的絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯生產(chǎn)；乙酸為一 次性進(jìn)料，C4餾分為分段從所述多段絕熱固定床反應(yīng)器分別進(jìn)料；乙酸與C4餾分的烯烴 的摩爾比為2~6。餾分分離塔的板數(shù)為1~20,回流比為0. 5~50,操作壓力為0. 2~ 0. 6MPa〇
[0080] 下面對(duì)照?qǐng)D4對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0081] 本發(fā)明具體實(shí)施例中多段絕熱固定床反應(yīng)器優(yōu)選采用3段絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn) 行乙酸仲丁酯合成，該3段絕熱固定床反應(yīng)器包括：第1段絕熱固定床反應(yīng)器7、第2段絕 熱固定床反應(yīng)器10和第3段絕熱固定床反應(yīng)器16。
[0082] 本發(fā)明以C4餾分和乙酸為原料，大孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑，采用多段 絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯生產(chǎn)。乙酸5 -次性進(jìn)料，C4餾分1分段進(jìn)料，反應(yīng)總 乙酸與烯烴摩爾比為2~6。第1段C4餾分2與原料6混合進(jìn)入第1段絕熱固定床反應(yīng) 器7,第1段絕熱固定床反應(yīng)器7主要通過(guò)工藝條件來(lái)控制反應(yīng)溫升，反應(yīng)產(chǎn)物8與第1段 之后的第2段C4餾分3混合后進(jìn)入第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)產(chǎn)物11進(jìn)入汽液分 離罐12,通過(guò)壓力控制產(chǎn)物11的汽化分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，汽相產(chǎn)物13進(jìn)入C4餾分分 離塔22,液相產(chǎn)物14與第3段C4餾分4混合后進(jìn)入第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)產(chǎn) 物17進(jìn)入汽液分離罐18,通過(guò)壓力控制產(chǎn)物17的汽化分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，汽相產(chǎn)物為 19,最終，汽液相產(chǎn)物20和21均進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離為最終汽相產(chǎn)物23和乙 酸仲丁酯24。
[0083] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，可以有效控制每段反應(yīng)器的溫升，C4餾分中丁烯的轉(zhuǎn)化 率高，產(chǎn)品乙酸仲丁酯選擇性好，設(shè)備投入少，能耗低。
[0084] 本發(fā)明所述的C4和乙酸合成反應(yīng)用到的是絕熱固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器中填裝大 孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑，如型號(hào)為A-35, K-300, D-06的催化劑。
[0085] 本發(fā)明所述的第1段絕熱固定床反應(yīng)器7,反應(yīng)器入口溫度為45~70°C，反應(yīng)壓 力為1. 0~3. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為2. 0~5. Oh \第1段C4餾分質(zhì)量占總C4餾 分的20%~40%。
[0086] 本發(fā)明所述的第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)器入口溫度為55~80°C，反應(yīng)壓 力為0. 3~0. 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~3. Oh \第2段C4餾分質(zhì)量占總C4餾 分的20%~50%。
[0087] 本發(fā)明所述的第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)器入口溫度為55~80°C，反應(yīng)壓 力為0. 3~0. 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~3. Oh \第3段C4餾分質(zhì)量占總C4餾 分的20%~50%。
[0088] 第一段絕熱固定床反應(yīng)器7的絕熱溫升為24~37 °C，第二段絕熱固定床反應(yīng)器 10的絕熱溫升為27~33°C，第三段絕熱固定床反應(yīng)器16的絕熱溫升為19~30°C。
[0089] 本發(fā)明所述的C4餾分分離塔22,理論板數(shù)1~20,回流比0? 5~50,操作壓力 0. 2~0. 6MPa。本發(fā)明具體實(shí)施例采用填料塔、板式塔或填料和板式復(fù)合型塔，但本發(fā)明并 不限于此。
[0090] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，從第2段和第3段絕熱固定床反應(yīng)器才開(kāi)始通過(guò)控制反 應(yīng)壓力來(lái)控制溫升，這樣汽化的產(chǎn)品中主要是丁烷，可以提高C4餾分中丁烯的轉(zhuǎn)化率。
[0091] 由于采用絕熱固定床反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投入少；不需冷卻水帶走熱量來(lái)控制 溫度，汽液相產(chǎn)品直接進(jìn)入C4餾分分離塔進(jìn)行分離，又減少汽化所需的熱量，所以能耗降 低。選用C4餾分分段進(jìn)料與乙酸反應(yīng)，可以有效控制每段反應(yīng)器的溫升，且每段反應(yīng)器中 酸烯比大，產(chǎn)品乙酸仲丁酯選擇性高。
[0092] 下面以實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0093] 實(shí)施例1 :
[0094] 按照?qǐng)D4所示的流程，C4餾分1組成（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：異丁烷41.6%，正丁烷 13. 3%，1-丁烯 17. 3%，異丁烯 0.2%，順丁烯 13. 5%，反丁烯 15. 1%，總丁烯 45. 1%。
[0095] C4餾分1的流量為1000kg/h，溫度20°C，壓力2. 6MPa，第1段C4餾分2的200kg/ h與1208kg/h的乙酸5混合后進(jìn)入第1段絕熱固定床反應(yīng)器7,反應(yīng)器入口溫度為60. 0°C， 反應(yīng)壓力2. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速4. Oh \反應(yīng)器絕熱溫升為36. 6°C;產(chǎn)物8與第2段 C4餾分3的300kg/h混合后進(jìn)入第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)器入口溫度為72. 6 °C， 反應(yīng)壓力0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速2. Oh \絕熱溫升為31. 1°C ;經(jīng)汽液分離罐12分離 后，汽相產(chǎn)品13進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，液相產(chǎn)品14與第3段C4餾分500kg/h 混合后進(jìn)入第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)器入口溫度為71. 5°C，反應(yīng)壓力0. 5MPa，C4 餾分進(jìn)料質(zhì)量空速1. 2h \絕熱溫升為29. 2 °C ;經(jīng)汽液分離罐18分離后，汽相產(chǎn)品19和液 相產(chǎn)品21均進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，分析塔頂塔釜產(chǎn)品組成，計(jì)算C4餾分丁烯轉(zhuǎn) 化率和乙酸仲丁酯選擇性。
[0096] 具體反應(yīng)器的操作條件、丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸仲丁酯選擇性見(jiàn)表1。
[0097] 表 1
[0098]
[0099] 實(shí)施例2 :
[0100] 按照?qǐng)D4所示的流程，C4餾分1組成（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：異丁烷53.1%，正丁烷 11. 3%，1-丁烯 14. 6%，異丁烯 2. 1%，順丁烯 8. 9%，反丁烯 10. 0%，總丁烯 35. 6%。
[0101] C4餾分1的流量為1000kg/h，溫度20°C，壓力2. 6MPa，第1段C4餾分200kg/h 與1524kg/h的乙酸5混合后進(jìn)入第1段絕熱固定床反應(yīng)器7,反應(yīng)器入口溫度為50. 0°C， 反應(yīng)壓力2. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速3. Oh \絕熱溫升為24. 1°C ;產(chǎn)物8與第2段C4餾 分400kg/h混合后進(jìn)入第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)器入口溫度為62. 9°C，反應(yīng)壓力 0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速2. Oh \絕熱溫升為31. 0°C ;經(jīng)汽液分離罐12分離后，汽相產(chǎn) 品13進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，液相產(chǎn)品14與第3段C4餾分400kg/h混合后進(jìn)入 第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)器入口溫度為73. 5 °C，反應(yīng)壓力0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì) 量空速1. 5h \絕熱溫升為19. 8°C;經(jīng)汽液分離罐18分離后，汽相產(chǎn)品19和液相產(chǎn)品21均 進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，分析塔頂塔釜產(chǎn)品組成，計(jì)算C4餾分丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸 仲丁酯選擇性。
[0102] 具體反應(yīng)器的操作條件、丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸仲丁酯選擇性見(jiàn)表2。
[0103] 表 2
[0104]
[0105] 實(shí)施例3 :
[0106] 按照?qǐng)D4所示的流程，C4餾分1組成（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：異丁烷53.1%，正丁烷 11. 3%，1-丁烯 14. 6%，異丁烯 2. 1%，順丁烯 8. 9%，反丁烯 10. 0%，總丁烯 35. 6%。
[0107] C4餾分1的流量為1000kg/h，溫度20 °C，壓力2. 6MPa，第1段C4餾分200kg/h 與1208kg/h的乙酸5混合后進(jìn)入第1段絕熱固定床反應(yīng)器7,反應(yīng)器入口溫度為60. 0°C， 反應(yīng)壓力2. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速4. Oh \絕熱溫升為28. 3°C ;產(chǎn)物8與第2段C4餾 分300kg/h混合后進(jìn)入第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)器入口溫度為68. 0°C，反應(yīng)壓力 0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速1. 5h \絕熱溫升為27. 1°C;經(jīng)汽液分離罐12分離后，汽相產(chǎn) 品13進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，液相產(chǎn)品14與第3段C4餾分500kg/h混合后進(jìn)入 第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)器入口溫度為66. 2 °C，反應(yīng)壓力0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì) 量空速2h \絕熱溫升為25. 5°C;經(jīng)汽液分離罐18分離后，汽相產(chǎn)品19和液相產(chǎn)品21均進(jìn) 入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，分析塔頂塔釜產(chǎn)品組成，計(jì)算C4餾分丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸仲 丁酯選擇性。
[0108] 具體反應(yīng)器的操作條件、丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸仲丁酯選擇性見(jiàn)表3。
[0109] 表 3
[0110]
[0111] 實(shí)施例4:
[0112] 按照?qǐng)D4所示的流程，C4餾分1組成（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：異丁烷53.1%，正丁烷 11. 3%，1-丁烯 14. 6%，異丁烯 2. 1%，順丁烯 8. 9%，反丁烯 10. 0%，總丁烯 35. 6%。
[0113] C4餾分1的流量為1000kg/h，溫度20 °C，壓力2. 6MPa，第1段C4餾分200kg/h 與762kg/h的乙酸5混合后進(jìn)入第1段絕熱固定床反應(yīng)器7,反應(yīng)器入口溫度為60. 0°C， 反應(yīng)壓力2. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速4. Oh \絕熱溫升為28. 3°C ;產(chǎn)物8與第2段C4餾 分300kg/h混合后進(jìn)入第2段絕熱固定床反應(yīng)器10,反應(yīng)器入口溫度為58. 1°C，反應(yīng)壓力 0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速2. Oh \絕熱溫升為32. 8°C ;經(jīng)汽液分離罐12分離后，汽相產(chǎn) 品13進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，液相產(chǎn)品14與第3段C4餾分500kg/h混合后進(jìn)入 第3段絕熱固定床反應(yīng)器16,反應(yīng)器入口溫度為57. 8 °C，反應(yīng)壓力0. 5MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì) 量空速1. 5h \絕熱溫升為29. 7°C;經(jīng)汽液分離罐18分離后，汽相產(chǎn)品19和液相產(chǎn)品21均 進(jìn)入C4餾分分離塔22進(jìn)行分離，分析塔頂塔釜產(chǎn)品組成，計(jì)算C4餾分丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸 仲丁酯選擇性。
[0114] 具體反應(yīng)器的操作條件、丁烯轉(zhuǎn)化率和乙酸仲丁酯選擇性見(jiàn)表4。
[0115] 表 4
[0117] 綜上所述，本發(fā)明采用多段絕熱固定床反應(yīng)器串聯(lián)，乙酸一次性進(jìn)料，C4原料分 段進(jìn)料，并在第二段和第二段之后的后續(xù)段反應(yīng)器后加入控溫控壓裝置，主要原因是由于 在第一個(gè)反應(yīng)器中通過(guò)控制反應(yīng)條件，反應(yīng)在液相下進(jìn)行，由于反應(yīng)物互溶性很差，轉(zhuǎn)化率 低，因此溫升不高，催化劑可以承受，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物乙酸仲丁酯生成后，反應(yīng)物的互溶性會(huì)更 好，在第二個(gè)反應(yīng)器里，轉(zhuǎn)化率相比第一段反應(yīng)器提升，因此溫升增大，為了控制溫升，必須 控制壓力，使反應(yīng)產(chǎn)物在指定溫度前例如95°C汽化，吸收反應(yīng)熱，汽相產(chǎn)品經(jīng)汽液分離罐直 接進(jìn)入后面的C4餾分分離塔，液相產(chǎn)物則進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)器，即第三個(gè)反應(yīng)器，與第二個(gè) 類似，最終所有產(chǎn)品都進(jìn)入C4餾分分離塔，因此，本發(fā)明的能耗降低，反應(yīng)熱被充分利用于 后面的分離，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)效率高。其次，本發(fā)明還采用了絕熱床反應(yīng)器，采用絕熱床 與等溫床相比有很多好處，投資低、催化劑裝填方便，能耗少，現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)采用一個(gè)等 溫床很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榉磻?yīng)放熱量非常大，絕熱溫升會(huì)達(dá)到90°C以上，樹(shù)脂催化劑會(huì)失去活性 不能使用。
[0118] 上文已示出了本發(fā)明的詳盡實(shí)施例，顯而易見(jiàn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā) 明的前提下，可進(jìn)行部分修改和變更；上文的描述和附圖中提及的內(nèi)容僅作為說(shuō)明性的例 證，并非是對(duì)本發(fā)明的限制；具有本發(fā)明所描述的技術(shù)特征的過(guò)濾器，均落入本發(fā)明專利的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，包括： 多段反應(yīng)步驟，用于在催化劑作用下，將輸入的乙酸及C4餾分的混合物在多段絕熱固 定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)后，輸出反應(yīng)產(chǎn)物； 控溫控壓步驟：所述反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入控溫控壓裝置中通過(guò)壓力控制所述反應(yīng)產(chǎn)物的汽化 分率進(jìn)而控制反應(yīng)溫升，所述反應(yīng)產(chǎn)物在所述控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反 應(yīng)，吸收反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)所述控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn) 行氣壓調(diào)節(jié)，將所述汽相產(chǎn)物排出，所述液相產(chǎn)物輸入所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下 一段，繼續(xù)與所述C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)； 餾分分離步驟：通過(guò)餾分分離塔接收所述汽相產(chǎn)物與所述液相產(chǎn)物后，進(jìn)行分離，合成 為乙酸仲丁酯。2. 如權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述多段反應(yīng)步驟，包括： 第一段反應(yīng)步驟：將乙酸及C4餾分在所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中的第一段絕熱固 定床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物； 后續(xù)段反應(yīng)步驟：所述第一次反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述多段絕熱固定 床反應(yīng)器中的后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器充分反應(yīng)，生成后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將所述后續(xù)反應(yīng)產(chǎn) 物輸出到所述控溫控壓裝置的氣液分離罐，所述氣液分離罐分離出的所述液相產(chǎn)品與C4 餾分繼續(xù)進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行充分反應(yīng)； 最后一段反應(yīng)步驟：所述后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述多段絕熱固定 床反應(yīng)器中的最后一段絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后液相產(chǎn)物通過(guò)所述汽液分 離罐，輸入所述餾分分離塔，與所述汽相產(chǎn)物合成為乙酸仲丁酯。3. 如權(quán)利要求2所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述第一段絕熱固定床反 應(yīng)器通過(guò)工藝條件來(lái)控制反應(yīng)溫升。4. 如權(quán)利要求2所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述后續(xù)段絕熱固定床反 應(yīng)器通過(guò)所述控溫控壓裝置的壓力調(diào)節(jié)裝置控制反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率，進(jìn)而控制反應(yīng)溫 升。5. 如權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述催化劑為大孔強(qiáng)酸性 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑。6. 如權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述多段絕熱固定床反應(yīng) 器采用2-6段串連連接的絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯生產(chǎn)。7. 如權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述乙酸為一次性進(jìn)料，所 述C4餾分為分段從所述多段絕熱固定床反應(yīng)器分別進(jìn)料。8. 如權(quán)利要求7所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述乙酸與所述C4餾分的 烯烴的摩爾比為2~6。9. 如權(quán)利要求6所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述多段絕熱固定床反應(yīng) 器采用3段絕熱固定床反應(yīng)器進(jìn)行乙酸仲丁酯合成，所述3段絕熱固定床反應(yīng)器包括：第一 段絕熱固定床反應(yīng)器、第二段絕熱固定床反應(yīng)器和第三段絕熱固定床反應(yīng)器。10. 如權(quán)利要求9所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述第一段絕熱固定床反 應(yīng)器的入口溫度為45~70°C，反應(yīng)壓力為1. 0~3. OMPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為2. 0~ 5. Oh-Ι，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~40%。11. 如權(quán)利要求9所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述的第二段絕熱固定床 反應(yīng)器的入口溫度為55~80 °C，反應(yīng)壓力為0. 3~0. 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~ 3. Oh-Ι，所述第二段絕熱固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~50%。12. 如權(quán)利要求9所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述第三段絕熱固定床反 應(yīng)器的入口溫度為55~80°C，反應(yīng)壓力為0. 3~0. 8MPa，C4餾分進(jìn)料質(zhì)量空速為1. 0~ 3. Oh-Ι，所述第三段絕熱固定床反應(yīng)器中的C4餾分質(zhì)量占總C4餾分的20%~50%。13. 如權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述餾分分離塔的板數(shù)為 1~20,回流比為0· 5~50,操作壓力為0· 2~0· 6MPa。14. 如權(quán)利要求9所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述第一段絕熱固定床反 應(yīng)器的絕熱溫升為24~37°C，所述第二段絕熱固定床反應(yīng)器的絕熱溫升為27~33°C，所 述第三段絕熱固定床反應(yīng)器的絕熱溫升為19~30°C。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述合成乙酸仲丁酯的方法，其特征在于，所述汽相產(chǎn)物中包括丁 烷。16. -種合成乙酸仲丁酯的裝置，采用如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述合成乙酸仲丁酯 的方法，其特征在于，所述裝置，包括： 多段絕熱固定床反應(yīng)器，用于將輸入的乙酸及C4餾分的混合物進(jìn)行充分反應(yīng)后，輸出 反應(yīng)產(chǎn)物，每段絕熱固定床反應(yīng)器之間采取串聯(lián)連接； 多個(gè)控溫控壓裝置：分別設(shè)置于所述多段絕熱固定床反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上， 所述反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入所述多個(gè)控溫控壓裝置后，通過(guò)壓力控制所述反應(yīng)產(chǎn)物的汽化分率進(jìn)而 控制反應(yīng)溫升，所述反應(yīng)產(chǎn)物在所述控溫控壓裝置中達(dá)到預(yù)定溫度后發(fā)生汽化反應(yīng)，吸收 反應(yīng)熱，分離為汽相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物，并通過(guò)所述控溫控壓裝置根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓 調(diào)節(jié)，將所述汽相產(chǎn)物排出，所述液相產(chǎn)物輸入所述多段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段中， 繼續(xù)與所述C4餾分進(jìn)行充分反應(yīng)； 餾分分離塔：連接于所述多個(gè)控溫控壓裝置，接收所述汽相產(chǎn)品與所述液相產(chǎn)品后，進(jìn) 行分離，合成為乙酸仲丁酯。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述合成乙酸仲丁酯的裝置，其特征在于，所述多段絕熱固定床 反應(yīng)器，包括： 第一段絕熱固定床反應(yīng)器：在催化劑作用下，將乙酸及C4餾分在所述第一段絕熱固定 床反應(yīng)器中進(jìn)行充分反應(yīng)，生成第一次反應(yīng)產(chǎn)物，所述第一段絕熱固定床反應(yīng)器通過(guò)工藝 條件來(lái)控制反應(yīng)溫升； 多個(gè)后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器：通過(guò)所述控溫控壓裝置連接于所述第一段絕熱固定床 反應(yīng)器，所述第一次反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器充 分反應(yīng)，生成后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物輸出到所述控溫控壓裝置，所述控溫控壓裝置分離 出的所述液相產(chǎn)品與C4餾分繼續(xù)進(jìn)入所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器中的下一段進(jìn)行充分 反應(yīng)； 最后一段絕熱固定床反應(yīng)器：通過(guò)所述控溫控壓裝置連接于所述后續(xù)段絕熱固定床反 應(yīng)器及所述餾分分離塔，所述后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)物與所述C4餾分混合后進(jìn)入所述最后一段絕熱 固定床反應(yīng)器進(jìn)行充分反應(yīng)后，最后反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)所述控溫控壓裝置，輸入所述餾分分離 塔，合成為乙酸仲丁酯。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述合成乙酸仲丁酯的裝置，其特征在于，每個(gè)所述控溫控壓裝 置設(shè)置于所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器及所述最后一段絕熱固定床反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出 料管線上。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述合成乙酸仲丁酯的裝置，其特征在于，所述控溫控壓裝置，包 括： 汽液分離罐：設(shè)置于所述后續(xù)段絕熱固定床反應(yīng)器及所述最后一段絕熱固定床反應(yīng)器 的反應(yīng)產(chǎn)物出料管線上，并通過(guò)排氣管線連接于所述餾分分離塔，用于對(duì)達(dá)到預(yù)定溫度的 反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行汽液分離為液相產(chǎn)物和汽相產(chǎn)物； 壓力調(diào)節(jié)裝置：設(shè)置于所述排氣管線上，用于根據(jù)預(yù)定壓力值進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)，將所述汽 相產(chǎn)物輸入所述餾分分離塔。
【文檔編號(hào)】C07C69/14GK105985239SQ201510041286
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日
【發(fā)明人】董炳利, 周金波, 姚志龍, 李長(zhǎng)明, 楊珊珊, 茍文甲, 任海鷗, 程中克, 李博, 王艷飛, 唐迎春, 孔祥冰, 張松顯, 許江, 李秋穎, 程琳, 郭珺
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司