CN106478415B - 一种乙酸乙酯节能生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于乙酸乙酯生产技术领域，涉及一种乙酸乙酯节能生产工艺。本发明工艺比传统方法多了一个管式反应器，但少了酯化塔；本发明中酯化反应温和，副反应少，产生的危废少；本发明中共沸产物无需经过冷凝冷却，有机物回流和精制也无需重新加热升温，大幅减少了蒸汽和循环水用量；本发明中膜分离后的粗乙酸乙酯蒸汽中含水量≤1wt.％，部分返回酯化釜中带水，无需另外补加成品乙酸乙酯带水。

Description

一种乙酸乙酯节能生产工艺
技术领域
本发明属于乙酸乙酯生产技术领域，涉及一种乙酸乙酯节能生产工艺。
背景技术
乙酸乙酯是一种重要的有机化工原料，可用于制造乙酰胺、乙酰醋酸酯等，作为工业溶剂，可用于油漆涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；并在香精香料、医药、高级油墨、火胶棉、硝化纤维、染料等行业广泛应用。
传统乙酸乙酯工业生产方法，采用浓硫酸做催化剂，原料乙醇和醋酸在酯化釜中反应，酯化釜中醋酸过量，反应产物以乙酸乙酯、乙醇和水三元共沸的形式从酯化塔顶蒸出，酯化釜中一同带出的醋酸等沸点较高的物料从酯化塔底回流到酯化釜中继续反应。根据反应生成的酯水比例同共沸物中酯水比例来看反应生成的酯是不能完全带走水分的，实际生产中为了提高带水效果，常常是反应产物在酯化塔顶冷凝冷却后，把有机相部分回流到酯化塔中带水，因分相后有机相中水含量比较高，带水效果不好，回流比很大，生产中常补加一定的成品乙酸乙酯进入酯化釜，又造成成品乙酸乙酯的浪费。
该法主要存在以下不足：
1、采用浓硫酸做催化剂，虽然反应活性快，但存在着设备腐蚀严重、副反应多的缺点；
2、酯化塔顶反应产物先经过冷凝和冷却后，在常温下进行分相分离掉水相，有机相部分回流到酯化塔中，此过程物料因需在常温下分相，浪费了原先气相反应产物的热量；
3、回流有机相中水含量较高，常用成品乙酸乙酯带水，浪费了成品产量。
中国专利授权CN 102030639 B公开了《一种乙酸乙酯节能生产新工艺》，其中酯化塔顶反应产物在常温分相后，把有机相再进入膜分离工段脱水，此工艺未解决原先气相反应产物热量浪费的问题，能耗节省不明显。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种产能高、产品收率高、能耗低的乙酸乙酯生产方法。
本发明方法包括以下工艺步骤为：
(1)将原料乙醇和醋酸按照1：1的摩尔比计量后，通过泵连续导入管式反应器，管式反应器管内预先填充有颗粒状离子交换树脂催化剂，反应温度控制在70～100℃；
(2)经过预反应的物料继续导入酯化反应釜中，酯化釜中加入离子交换树脂催化剂和乙醇，使得乙醇的量大于醋酸，以便原料醋酸在酯化釜中能反应完全，温度控制在70～100℃，经过预反应的物料进入酯化釜后，生产的乙酸乙酯和水快速和过量乙醇共沸，共沸蒸汽经除沫器去除气相产物中的固体催化剂颗粒后从酯化釜中蒸出，所述的酯化釜中随着生成物和过量乙醇的共沸蒸出；
(3)气相共沸蒸物进入膜分离机组，蒸出物中的水分和少量乙醇、乙酸乙酯经膜组件由膜上游侧渗透至膜下游侧，膜上游侧最后一级得到粗乙酸乙酯蒸汽(含水量≤1wt.％)，膜下游侧采用抽真空加冷凝的方式以形成膜上下游两侧组分的蒸汽分压差，渗透液蒸汽在真空机组抽吸下进入回收塔处理。膜脱水粗乙酸乙酯蒸汽部分返回酯化釜中带水，部分进入精制塔中。(4)粗乙酸乙酯蒸汽直接进入精制塔中处理，精制塔底得到成品乙酸乙酯，精制塔顶和回收塔顶得到的粗乙酸乙酯物料返回到管式反应器的进口处，与原料一起混合，渗透液蒸汽中的水在回收塔底去除。
本发明工艺比传统方法多了一个管式反应器，但少了酯化塔；本发明中酯化反应温和，副反应少，产生的危废少；本发明中共沸产物无需经过冷凝冷却，有机物回流和精制也无需重新加热升温，大幅减少了蒸汽和循环水用量；本发明中膜分离后的粗乙酸乙酯蒸汽中含水量≤1wt.％，部分返回酯化釜中带水，无需另外补加成品乙酸乙酯带水。
附图说明
图1为本发明的乙酸乙酯节能生产工艺流程示意图
其中：管式反应器1，酯化釜2，除沫器3，膜分离机组4，精制塔5，回收塔6。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详述：
实施例1：
以一套0.5万t/a乙酸乙酯大试装置为例，管式反应器和酯化釜的催化剂均采用强酸性大孔阳离子交换树脂Amberlyst-15，膜分离机组的膜组件采用一种沸石分子筛膜；将原料醋酸和乙醇以摩尔比1∶1的配比进入管式反应器1，管式反应器1内，管式反应器1中反应温度为75℃，预反应后进入酯化釜2，酯化釜2中乙醇过量，乙醇含量约60wt.％，酯化釜内反温度为75℃，酯化釜顶蒸出来的共沸物经过除沫器3去除固态杂质和泡沫后进入膜分离机组4，进入温度的温度为72℃，膜分离机组4渗透侧真空压力为绝对压300pa，膜处理后的水相进入到回收塔6内，经膜分离脱水后气相蒸出物含水量由之前的8.2％(wt)降到1％，然后进入到精制塔5，精制塔5中的部分气相蒸出物部分回流至酯化釜2中，回流比约0.3-0.5，其余作为成品回收。比较传统工艺和采用本发明酯化和精制工段的能耗，能耗约从2.5t蒸汽/t产品降到1.4t蒸汽/t产品，各耗能设备能耗结果见表一(其中蒸汽品位为压力0.8MPa，温度180℃)。
表一：传统工艺与本发明酯化和精制的能耗比较
实施例2：
以一套0.5万t/a乙酸乙酯大试装置为例，管式反应器和酯化釜催化剂采用强酸性大孔阳离子交换树脂Nafion NR50，膜组件采用一种沸石分子筛膜，原料醋酸和乙醇以摩尔比1∶1的配比进入管式反应器1预反应，管式反应器中反应温度为80℃，原料预反应后进入到酯化釜2，酯化釜2中乙醇过量，乙醇含量约50wt.％，酯化釜2反应温度为80℃，酯化釜顶蒸出来的共沸物经过除沫器3去除固态杂质和泡沫后进入膜分离机组4，进入膜分离机组4的温度为75℃，膜渗透侧真空压力为绝对压350pa，膜处理后的水相进入到回收塔6内，经膜分离脱水后气相蒸出物含水量由之前的7.8％(wt)降到1％，然后进入到精制塔5，精制塔5内的的部分气相蒸出物部分回流至酯化釜2中，气相蒸出物部分回流至酯化釜中，回流比约0.3-0.5，其余作为成品回收。比较传统工艺和采用本发明酯化和精制工段的能耗，能耗约从2.5t蒸汽/t产品降到1.46t蒸汽/t产品，各耗能设备能耗结果见表二(其中蒸汽品位为压力0.8MPa，温度180℃)。
表二：传统工艺与本发明酯化和精制的能耗比较。

Claims (1)

1.一种乙酸乙酯节能生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料乙醇和醋酸按照1∶1的摩尔比计量后，通过泵连续导入管式反应器，管式反应器管内预先填充有颗粒状离子交换树脂催化剂，反应温度控制在70～100℃；
(2)经过预反应的物料继续导入酯化反应釜中，酯化釜中加入离子交换树脂催化剂和乙醇，使得乙醇的量大于醋酸，以便原料醋酸在酯化釜中能反应完全，温度控制在70～100℃，经过预反应的物料进入酯化釜后，生产的乙酸乙酯和水快速和过量乙醇共沸，共沸蒸汽经除沫器去除气相产物中的固体催化剂颗粒后从酯化釜中蒸出，所述的酯化釜中随着生成物和过量乙醇的共沸蒸出；
(3)气相共沸蒸物进入膜分离机组，蒸出物中的水分和少量乙醇、乙酸乙酯经膜组件由膜上游侧渗透至膜下游侧，膜上游侧最后一级得到粗乙酸乙酯蒸汽含水量≤1wt.％，膜下游侧采用抽真空加冷凝的方式以形成膜上下游两侧组分的蒸汽分压差，渗透液蒸汽在真空机组抽吸下进入回收塔处理，膜脱水粗乙酸乙酯蒸汽部分返回酯化釜中带水，部分进入精制塔中；
(4)粗乙酸乙酯蒸汽直接进入精制塔中处理，精制塔底得到成品乙酸乙酯，精制塔顶和回收塔顶得到的粗乙酸乙酯物料返回到管式反应器的进口处，与原料一起混合，渗透液蒸汽中的水在回收塔底去除。
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