一種乙酸乙酯的生產方法
【技術領域】
[0001] 一種乙酸乙酯的生產方法，屬于有機化工領域，具體涉及一種在催化劑存在下制 備及分離乙酸乙酯的工藝。
【背景技術】
[0002] 乙酸乙酯主要用途有：作為工業溶劑，用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油 氈著色劑、人造纖維等產品中；作為粘合劑，用于印刷油墨、人造珍珠的生產；作為提取劑， 用于醫藥、有機酸等產品的生產；作為香料原料，用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士 忌、奶油等香料的主要原料，是食用香精中用量較大的合成香料之一。乙酸乙酯還可用作紡 織工業的清洗劑和天然香料的萃取劑，是制藥工業和有機合成的重要原料。
[0003]目前，乙酸乙酯的工業生產方法主要有醋酸酯化法、乙醛縮合法、乙醇脫氫法和醋 酸/乙烯加成4種。傳統的醋酸酯化法工藝在國外被逐步淘汰，而中國大規模生產工藝多 數為醋酸酯化法，即乙酸和乙醇在硫酸作催化劑條件下進行脫水酯化，但該方法乙醇轉化 率低、分離工藝復雜，分水困難；以硫酸作為催化劑導致廢酸的產生，不僅對設備腐蝕嚴重， 對環境也造成了污染。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種本發明乙醇轉化率 高、分離工序短的一種乙酸乙酯的生產方法。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該乙酸乙酯的生產方法，其特征在 于，生產工藝為：首先原料乙酸和乙醇按一定比例經靜態混合器混合后從固定床反應器上 部進入，在固定床反應器內反應后反應產物從下部流出后從催化蒸餾塔的反應段上部進 入，在催化蒸餾塔內反應，塔頂產物一部分回流、一部分作為產品流出，催化蒸餾塔返回的 未反應的乙酸和補加的乙酸再從反應段上部進入催化蒸餾塔； 催化蒸餾塔中補加的乙酸與未反應的乙醇摩爾比為（I ~4 ) : 1，原料乙醇的純度為 70%?100% ;乙酸的純度為70%?100% ; 固定床反應器內的操作條件是：反應溫度為7(Tl00°C，空速I. 5311'反應壓力為 0. 3~0. 5MPa，使得反應物和產物均為液相； 催化蒸餾塔內的操作條件為：塔頂壓力為〇. 4~0. 8MPa，塔頂溫度控制為6(n〇0°C，反 應段溫度為6(Tl40°C，塔釜溫度控制為7(Tl40°C，塔的回流比為0. 5?6。
[0006] 所述的乙醇的純度為85%?100%;乙酸的純度為85%?100%。
[0007] 優選的，所述的催化蒸餾塔中補加的乙酸與未反應的乙醇摩爾比為（1. 5~2) :1。
[0008] 優選的，所述的催化蒸餾塔操作條件為：塔頂壓力為0. 5~0. 7MPa;塔頂溫度控制 為70?85°C ;反應段溫度為10(ri20°C ;塔釜溫度控制為1KT130°C ;塔的回流比為1?4。
[0009] 所用的裝置具體為包括乙醇罐、乙酸罐、固定床反應器、催化蒸餾塔、靜態混合器， 乙醇罐和乙酸罐通過帶有提料泵的管路連接到靜態混合器進料口，靜態混合器的出料口通 過管路連接到固定床反應器的頂部，固定床反應器通過管路連接到催化蒸餾塔反應段上 部，催化蒸餾塔頂部產物輸出管路有管路連接回催化蒸餾塔上部；催化蒸餾塔底部輸出管 路有管路連接回催化蒸餾塔反應段上部，且該段管路上開有乙酸補料口。
[0010] 所述的催化蒸餾塔由一個塔釜、一個提餾段、一個或多個反應床層、一個精餾段和 一個塔頂回流冷凝器組成；在反應床層均勻分布著一定數量的催化蒸餾筐，催化蒸餾筐內 裝有與固定床預反應器同樣的固體催化劑。
[0011] 所述的固體催化劑為樹脂催化劑、雜多酸催化劑、分子篩催化劑。
[0012] 優選的，所述的固體催化劑為磺酸系列大孔的陽離子交換樹脂催化劑。
[0013] 本專利技術方案通過調整固定床預反應器及催化蒸餾塔的工藝參數，完成酯化反 應，及產物分離，降低了能耗、物耗，解決了目前技術工藝流程復雜、分水困難的缺點。
[0014] 一種酯類的生產工藝，特別是乙酸和乙醇反應生產乙酸乙酯的生產工藝。該生產 工藝采用固體催化劑，一個固定床預反應器，一個催化蒸餾塔(含催化蒸餾筐)，組成工藝過 程的主體。反應物先在靜態混合器內預混后一起進入固定床反應器預酯化，然后再進入催 化蒸餾塔進行酯化反應，催化蒸餾塔塔釜內蒸出的蒸汽，和下落的反應物在反應床層的不 斷逆流過程中進行連續反應。反應完成的氣體在精餾段精餾后在再經冷凝器冷凝，一部分 為產物，一部分返回繼續反映。在補料口補充乙酸，實時保證最佳配料比。保證反應物的高 轉化率。
[0015] 與現有技術相比，本發明的一種乙酸乙酯的生產方法所具有的有益效果是：本發 明技術方案提供的工藝條件溫和，易于操作，在有效降低物耗、能耗，提高裝置的處理能力 的同時，轉化率也有一定的提高。所需的裝置簡單，搭建容易，占空間小。酯化反應和產物 分離同步進行。大大提高生產效率，縮短分離工序。反應過程中反應物料比可控，能夠有效 提高轉化率。本發明能夠提高產量，節約成本，增加企業效益。
【附圖說明】
[0016] 圖1是乙酸乙酯生產工藝流程示意圖。
[0017] 1、乙醇罐 2、乙酸罐 3、固定床反應器 4、催化蒸餾塔5、靜態混合器6、 乙酸補料口。
[0018] 圖1是本發明一種乙酸乙酯的生產方法的最佳實施例，下面結合附圖1對本發明 做進一步說明。
【具體實施方式】
[0019] 參照附圖1 :本發明的一種乙酸乙酯的生產方法所需的裝置，包括乙醇罐1、乙酸 罐2、固定床反應器3、催化蒸餾塔4、靜態混合器5,乙醇罐1和乙酸罐2通過帶有提料泵的 管路連接到靜態混合器5進料口，靜態混合器5的出料口通過管路連接到固定床反應器3 的頂部，固定床反應器3通過管路連接到催化蒸餾塔4反應段上部，催化蒸餾塔4頂部產物 輸出管路有管路連接回催化蒸餾塔4上部；催化蒸餾塔4底部輸出管路有管路連接回催化 蒸餾塔4反應段上部，且該段管路上開有乙酸補料口 6。
[0020] 催化蒸餾塔4由一個塔釜、一個提餾段、一個或多個反應床層、一個精餾段和一個 塔頂回流冷凝器組成；在反應床層均勻分布著一定數量的催化蒸餾筐，催化蒸餾筐內裝有 與固定床預反應器同樣的固體催化劑。
[0021 ] 下面通過實施例對本發明作進一步說明，通過這些實施例也可以充分理解本發明 的實質以及發明范圍，進一步了解本發明所述的合成和分離工藝的特點。其中實施例1為 最佳實施例。
[0022] 原料乙醇的純度為709T100%，優選的乙醇純度為85%?100%。乙酸的質量百分含 量為70%?100%，優選的乙酸純度為85%?100%。
[0023] 實施例f 4 經柱塞泵將98%的化學純乙酸和無水乙醇按摩爾比1:1計量混合后注入裝有樹脂催化 劑的固定床預反應器，經過預反應的混合物再進入催化蒸餾塔中，未反應的乙醇與補充的 乙酸進行充分反應。其中，補充的乙酸與未反應的乙醇摩爾比為1.5:1。固定床預反應器催 化劑裝入量為40ml，催化蒸餾塔中催化劑裝入量為100ml。
[0024] 不同溫度及空速條件下的試驗結果如表1所示。
[0025] 表1不同溫度及空速條件下的反應結果
【主權項】
1. 一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于，生產工藝為：首先原料乙酸和乙醇按一定 比例經靜態混合器（5 )混合后從固定床反應器（3 )上部進入，在固定床反應器（3 )內反應后 反應產物從下部流出后從催化蒸餾塔（4)的反應段上部進入，在催化蒸餾塔（4)內反應，塔 頂產物一部分回流、一部分作為產品流出，催化蒸餾塔（4)返回的未反應的乙酸和補加的乙 酸再從反應段上部進入催化蒸餾塔（4); 催化蒸餾塔（4)中補加的乙酸與未反應的乙醇摩爾比為（1~4) :1，原料乙醇的純度為 70%?100% ;乙酸的純度為70%?100% ; 固定床反應器（3)內的操作條件是：反應溫度為7(Tl00°C，空速1. δ'ΙΓ1，反應壓力為 0. 3~0. 5MPa，使得反應物和產物均為液相； 催化蒸餾塔（4)內的操作條件為：塔頂壓力為0. Γ0. 8MPa，塔頂溫度控制為6(n〇0°C， 反應段溫度為6(Tl40°C，塔釜溫度控制為7(Tl40°C，塔的回流比為0. 5?6。
2. 根據權利要求1所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的乙醇的純度 為85%?100% ;乙酸的純度為85%?100%。
3. 根據權利要求1所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的催化蒸餾塔 (4)中補加的乙酸與未反應的乙醇摩爾比為（1. 5?2) :1。
4. 根據權利要求1所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的催化蒸餾 塔（4)操作條件為：塔頂壓力為0. 5~0. 7MPa ;塔頂溫度控制為7(T85°C ;反應段溫度為 10(ri20°C ;塔釜溫度控制為1KT130°C ;塔的回流比為1~4。
5. 根據權利要求1所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所用的裝置具體為 包括乙醇罐（1)、乙酸罐（2)、固定床反應器（3)、催化蒸餾塔（4)、靜態混合器（5)，乙醇罐 (1)和乙酸罐（2 )通過帶有提料泵的管路連接到靜態混合器（5 )進料口，靜態混合器（5 )的 出料口通過管路連接到固定床反應器（3)的頂部，固定床反應器（3)通過管路連接到催化 蒸餾塔（4)反應段上部，催化蒸餾塔（4)頂部產物輸出管路有管路連接回催化蒸餾塔（4)上 部；催化蒸餾塔（4)底部輸出管路有管路連接回催化蒸餾塔（4)反應段上部，且該段管路上 開有乙酸補料口（6)。
6. 根據權利要求5所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的催化蒸餾塔 (4)由一個塔釜、一個提餾段、一個或多個反應床層、一個精餾段和一個塔頂回流冷凝器組 成；在反應床層均勻分布著一定數量的催化蒸餾筐，催化蒸餾筐內裝有與固定床預反應器 同樣的固體催化劑。
7. 根據權利要求6所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的固體催化劑 為樹脂催化劑、雜多酸催化劑、分子篩催化劑。
8. 根據權利要求6所述的一種乙酸乙酯的生產方法，其特征在于：所述的固體催化劑 為磺酸系列大孔的陽離子交換樹脂催化劑。
【專利摘要】一種乙酸乙酯的生產方法，屬于有機化工領域，具體涉及一種在催化劑存在下制備及分離乙酸乙酯的工藝。其特征在于，生產工藝為：首先原料乙酸和乙醇按一定比例經靜態混合器（5）混合后從固定床反應器（3）上部進入，在固定床反應器（3）內反應后反應產物從下部流出后從催化蒸餾塔（4）的反應段上部進入，在催化蒸餾塔（4）內反應，塔頂產物一部分回流、一部分作為產品流出，催化蒸餾塔（4）返回的未反應的乙酸和補加的乙酸再從反應段上部進入催化蒸餾塔（4）。本發明技術方案提供的工藝條件溫和，易于操作，在有效降低物耗、能耗，提高裝置的處理能力的同時，轉化率也有一定的提高。
【IPC分類】C07C69-14, C07C67-08
【公開號】CN104557524
【申請號】CN201310497760
【發明人】侯磊, 孫強, 朱相春, 李剛, 劉淑芝, 何宗華
【申請人】中國石油化工股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月22日