專利名稱：一種催化精餾生產乙酸乙酯的工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種催化精餾生產乙酸乙酯的工藝方法，具體涉及催化精餾塔使用固 體酸催化劑制備高純度乙酸乙酯的工藝。
背景技術：
乙酸乙酯是一種重要的有機溶劑，廣泛用于有機合成、涂料、醫藥、香料、粘接劑等 行業。傳統的醋酸、乙醇酯化法合成乙酸乙酯采用硫酸作催化劑，存在硫酸腐蝕性強、副反 應多、副產物處理困難及對環境造成污染等缺點。催化精餾是一種具有廣泛應用前景的新型分離工藝。化學反應和精餾分離過程在 催化精餾塔內同時完成。克服了使用硫酸催化劑時，乙醇和醋酸只能加入塔釜，塔頂得到的 粗酯中醇含量高的缺點。醋酸自催化精餾段上部加入催化精餾段的塔板上或充填著固體酸 催化劑的填料中，使乙醇在塔內反應得更加徹底，從而得到醇含量很低的粗酯，減少乙醇在 系統中的循環，節省能耗。
發明內容
本發明目的在于解決現有技術中粗酯中醇含量高，采用硫酸作催化劑，對設備的 材質要求高的缺點，采用催化精餾技術，使乙醇盡量反應完全，得到的粗酯中乙醇的含量可 降至0.3%以下，而且采用固體酸作催化劑，對設備材質的要求低，可實現大規模的生產。本發明提供一種催化精餾生產乙酸乙酯的工藝方法，將乙醇和醋酸在固體酸催化 劑的作用下合成乙酸乙酯，然后經過精制、回收步驟1)醋酸從催化精餾段的上部加入，乙醇從塔釜加入，從催化精餾段得到乙酸乙酯 與水形成的共沸物后，在精餾段經過分離后，進入分相器，分別得到粗酯和水相；醋酸自催 化精餾段上部加入，使上升的乙醇反應趨于完全，得到的粗酯中乙醇含量很低，克服了使用 硫酸催化劑時乙醇、醋酸均只能加入塔釜，塔頂粗酯中醇含量高的缺點。2)將得到的粗酯采至后續的精制塔102中，精制塔底部采出成品乙酸乙酯(純度 ^ 99. 95% )，頂部物料返回催化精餾塔；3)催化精餾塔101底部可不采出，也可部分循環至催化精餾段。4)回收塔103回收催化精餾塔101和精制塔102塔頂水相中乙醇及乙酸乙酯。所述的固體酸催化劑為強酸型陽離子交換樹脂，腐蝕性低，對設備材質要求低，可 實現大規模生產。所述的催化精餾塔101回流比為2 3. 8 1。所述的乙醇與醋酸的摩爾比為1 1. 1 1。所述的催化精餾塔操作過程的條件是0. 1 0. 15Mpa (絕壓)、67 105°C。所述的催化精餾塔101包括精餾段、催化精餾段和塔釜。塔頂部至醋酸加入口為 精餾段，醋酸加入口以下為催化精餾段。所述的精餾段可以是塔板，也可以是填料；催化精 餾段可以安裝催化精餾塔板，也可以裝填含催化劑的填料；塔釜裝填催化劑，結構類似于固定床反應器。本發明是通過醋酸和乙醇在催化精餾塔內進行催化反應生成乙酸乙酯。通過反應 精餾作用，有效地降低粗酯中乙醇的含量，精制塔102底部可得到純度> 99. 95%的乙酸乙 酯。本發明最大限度的降低了粗酯中的醇含量，減少了乙醇在系統中循環，節省能耗；采用 固體酸催化劑，降低了對設備材質的要求，節約了設備成本，而且催化劑可再生，對環境無 污染，實用性強。
圖1為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式本發明主要包括催化精餾塔101，精制塔102，回收塔103 ；催化精餾塔101塔頂部 至醋酸加入口為精餾段；催化精餾塔101醋酸加入口以下為催化精餾段，安裝催化精餾塔板，或者裝填含 催化劑的填料，乙醇與醋酸生成乙酸乙酯的反應主要在此區域進行；所述的催化精餾塔101均是液相進料。所述的催化精餾塔101精餾段可以是板式 塔或填料塔。本發明工藝方法的步驟1)醋酸從催化精餾塔101上部加入，乙醇從塔釜加入，催化精餾塔101頂部得到乙 酸乙酯和水的共沸物，經分相后，分別得到粗酯和水相；幻將得到的粗酯采至后續的精制塔102中，精制塔102底部采出成品乙酸乙酯，頂 部物料返回101塔；3)催化精餾塔101底部可不采出，也可部分循環至催化精餾段；回收塔103頂部 物料(乙醇和少量的乙酸乙酯)返回精制塔102，底部排放水；4)催化精餾塔101和精制塔102頂部水相均進入回收塔103。應用實施例采用圖1工藝流程，催化精餾塔101操作過程的條件是塔頂壓力0. IMpa (絕壓)、 塔釜壓力0. 15Mpa(絕壓)，塔頂溫度67。C ；塔釜溫度105°C。催化精餾塔101進料摩爾比乙醇醋酸=1.02 1 ；催化精餾塔101回流比=3 ；精制塔102回流比=2;回收塔103回流比=1.8 ；結果如下表1:
反應精餾塔101精制塔102乙酸乙酷96.599.95塔頂醋酸0.0030.003(wt%)乙醇0.30.02水3.20.03 采用上述實例，精制塔102底部可得到純度為99. 95%的乙酸乙酯。
權利要求
1.一種催化精餾生產乙酸乙酯的工藝方法，乙醇和醋酸在強酸型陽離子交換樹脂催化 劑的作用下合成乙酸乙酯，反應生成的乙酸乙酯與水形成共沸物從催化精餾塔(101)的頂 部餾出后經過分相器，得到粗酯，其特征在于1)醋酸從催化精餾塔(101)的催化精餾段的上部加入，乙醇從塔釜加入，從催化精餾 段得到乙酸乙酯與水形成的共沸物后，在精餾段經過分離后，進入分相器，分別得到粗酯和 水相；2)將得到的粗酯采至后續的精制塔(10 中，精制塔(10 底部采出成品乙酸乙酯，頂 部物料返回催化精餾塔(101)；3)催化精餾塔(101)底部可采出或部分循環至催化精餾段；4)回收塔(10 回收催化精餾塔(101)和精制塔(10 塔頂水相中乙醇及乙酸乙酯。
2.根據權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的乙醇與醋酸的摩爾比為1 1. 1 1。
3.根據權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的催化精餾塔操作過程的條件 是0. 1 0. 15Mpa、67 105°C。
4.根據權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的催化精餾塔(101)包括精餾段、 催化精餾段和塔釜，塔頂部至醋酸加入口為精餾段，醋酸加入口以下為催化精餾段；所述的 精餾段可以是塔板或是填料；催化精餾段可安裝催化精餾塔板或裝填含催化劑的填料；塔 釜裝填催化劑，結構類似于固定床反應器。
5.根據權利要求1所述的工藝方法，其特征在于所述的精制塔(10 和回收塔(103) 為板式塔或填料塔。
全文摘要
本發明涉及一種催化精餾生產乙酸乙酯的工藝方法，它是通過醋酸和乙醇在催化精餾塔內進行催化反應，醋酸從催化精餾段上部加入，乙醇從塔釜加入，塔頂得到含醇量很低的粗酯，減少了后續粗酯精制的能耗；粗酯從精制塔的中部加入，底部得到純度大于99.95％的乙酸乙酯成品，頂部物料返回催化精餾塔；催化精餾塔底部可不采出，也可以部分循環至催化精餾段。本發明最大限度的降低了粗酯中的醇含量，減少了乙醇在系統中循環，節省能耗；采用固體酸催化劑，降低了對設備材質的要求，節約了設備成本，而且催化劑可再生，對環境無污染，實用性強，可實現大規模的生產。
文檔編號C07C69/14GK102134191SQ201010600760
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者張文林, 方靜, 李春利, 王志英, 王洪海, 王榮良 申請人:河北工業大學