CN1085653C - 连续法醋酸丁酯生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续法醋酸丁酯生产工艺，以醋酸和丁醇为原料，杂多酸作为催化剂，经过反应→一次分段精馏→冷凝→二次分段精馏→蒸馏→产品，反应温度T1＝118℃-124℃，一次分段精馏的温度分布为T2＝91-93℃、T3＝90-91℃、二次分段精馏的温度分布为T5＝123-124℃、T6＝120-122℃、T7＝114-117℃，釜底温度T4＝126-128℃。其工艺简单，时间缩短、反应转化率提高，反应不间断进行，连续化生产，达到生产效率提高的目的。

Description

连续法醋酸丁酯生产工艺
本发明涉及一种化工产品的生产工艺，尤其涉及一种连续法醋酸丁酯生产工艺。
醋酸丁酯即乙酸丁酯，它是一种良好的有机溶剂，广泛应用于硝化纤维、涂料、油墨、人造革、医药、塑料以及涂料工业中。国内外传统生产醋酸丁酯的工艺均采用间歇式浓硫酸催化酯化，即以醋酸和正丁醇为原料，在硫酸催化下进行直接酯化，酯化液经中和、洗涤、分离、粗酯再进行精馏而制得成品酯酸丁酯，其反应式为：
     其生产工艺步聚为：
醋酸和正丁醇在硫酸作用下进行酯化、在纯碱中中和、经分馏塔分馏得醋酸丁酯，其残液返回到分馏塔中再分馏。
据文献“杂多酸催化合成乙酸乙酯”《应用化学》1989；6(2)：11-14，“用杂多酸固载化催化剂催化酯化反应”《精细石油化工》1994(2)，15-19报道，此种工艺虽然生产成本较低，但存在着设备腐蚀、原料消耗高、生产效率低，副产物多，需要经过碱洗，水洗才能除去硫酸，不仅工艺复杂，而且排放含酸废水，严重污染环境。
本发明的目的是提供一种工艺简单、连续、生产效率高、减少设备的腐蚀，降低原料消耗，副产物少的连续法醋酸丁酯生产工艺。
本发明的技术方案是以下述方式实现的：
一种连续法醋酸丁酯生产工艺，以醋酸和丁醇为原料，采用杂多酸作为催化剂，其工艺为经过反应、一次分段精馏、冷凝、二次分段精馏、蒸馏、产品，反应器中的反应温度(T1)为118℃-124℃，一次分段精馏的精馏塔(1)温度分布为：精馏塔(1)塔上部温度(T2)为91-95℃、塔顶温度(T3)为90-91℃、二次分段精馏的精馏塔(2)温度分布为：精馏塔(2)塔下部温度(T5)为123-124℃、上部温度(T6)为120-122℃、塔顶温度(T7)为114-117℃、塔底温度(T4)为126-128℃，在一次精馏塔顶内通入水。
为保证丁醇的完全反应。醋酸∶丁醇摩尔比为1-2∶1。
为使反应在一次分段精馏中形成较多的醋酸丁酯与水的二元共沸物，则要在一次精馏塔顶内通入水。
一次分段精馏中除形成大量醋酸丁酯和水的二元共沸物(共沸点为90.2℃，共沸组成为71.3∶28.7Wt％)外，还形成少量醋酸丁酯与丁醇的二元共沸物(共沸点为117.2℃、共沸组成为53∶47Wt％)、醋酸丁酯与水和丁醇的三元共沸物(共沸点为90.7℃，共沸组成为63∶29∶8Wt％)，正丁醇与水的二元共沸物(共沸点为92.7℃、共沸组成为57.5∶42.5Wt％)，只要控制好温度，则从塔顶主要形成二元共沸物，经冷凝器(1)分离出水后进入二次分段精馏塔(2)，大部分醋酸丁酯进入釜底，少量的二元共沸物又从塔顶分离经过冷凝器(2)将水分离出去，为使丁醇反应完全，醋酸丁酯产率增加，在二次精馏中从塔顶流出的少量的醋酸丁酯和丁醇脱水后返回到一次精馏塔中使其原料转化率增加。
本发明的积极效果是：采用杂多酸(HPA)作为催化剂，免除中和、水洗过程，使其工艺简单，利用反应产物与水形成的共沸物、共沸点的差异，采用双塔多级分馏进行快速分离，并对分离出的反应物循环利用使得反应时间缩短、反应转化率提高，所得的醋酸丁酯及时分出，原料不断增加，使反应不间断进行，达到生产效率提高的目的。
附图为本发明的生产工艺流程图
下面结合实施例和附图作进一步说明：
实施例1：按醋酸∶正丁醇＝1.2∶1(mol比)向反应器中加入物料即：冰醋酸为576克(9.6mol)、正丁醇593克(8mol)，杂多酸(HPA)12克加入反应器中，通电加热反应，待反应器内温度稳定在118℃，开始向反应器中不断加醋酸和正丁醇，反应产物进入分段精馏塔(1)内，精馏塔内温度T2＝91℃、T3＝90℃，并在塔顶通水使反应生成的醋酸丁酯与水形成二元共沸物及二元与丁醇形成三元共沸物从塔顶出来经过冷凝器(1)除去水后进入二次分段精馏塔(2)，二次分段精馏塔内温度T5＝123℃、T6＝120℃、T7＝114℃，生成的粗醋酸丁酯经提馏段分离后大部分醋酸丁酯进入温度为T4＝126℃的釜底侧线出料，再经过蒸馏得产品醋酸丁酯，少量醋酸丁酯与少量丁醇经过精馏分段分离后形成二元共沸物进入塔顶经冷凝器(2)脱水分离后再重新返回到一次分段精馏塔(1)进行循环反应和分馏。该工艺连续运行1800小时，反应仍十分稳定。所得产品外观为透明液体不深于10号标准色、沸点124℃，水分含量为0.16％，醋酸丁酯含量≥98.8％、游离酸含量(以醋酸计)为0.0049-0.0047％。
实施例2：按醋酸∶正丁醇＝1.5∶1(mol比)向反应器中加入物料即：冰醋酸为720克(12mol)、正丁醇593克(8mol)，杂多酸(HPA)14.8克加入反应器中，通电加热反应，待反应器内温度稳定在120℃，开始向反应器中不断加醋酸和正丁醇，反应产物进入分段精馏塔(1)内，精馏塔内温度T2＝92℃、T3＝91℃，并在塔顶通水使反应生成的醋酸丁酯与水主要形成二元共沸物及伴随的二元与丁醇形成三元共沸从塔顶出来经过冷凝器(1)除去水后进入二次分段精馏塔(2)，二次分段精馏塔内温度T5＝124℃、T6＝121℃、T7＝115℃，生成的粗醋酸丁酯经提馏段分离后大部分醋酸丁酯进入温度为T4＝127℃的釜底侧线出料，再经过蒸馏得产品醋酸丁酯，少量醋酸丁酯与少量丁醇经过精馏分段分离后形成二元共沸物进入塔顶经冷凝器(2)后再重新反回到一次分段精馏塔(1)进行循环反应和分馏。该工艺连续运2000小时，反应仍十分稳定。所得产品外观为透明液体不深于10号标准色、沸点124℃，水分含量为0.16％，醋酸丁酯含量≥98.8％、游离酸含量(以醋酸计)为0.0049-0.0047％。
实施例3：按醋酸∶正丁醇＝2.0∶1(mol比)向反应器中加入物料即：冰醋酸为768克(12.8mol)、正丁醇474.4克(6.4mol)，杂多酸(HPA)15.1克加入反应器中，通电加热反应，待反应器内温度稳定在124℃，开始向反应器中不断加醋酸和正丁醇，反应产物进入分段精馏塔(1)内，精馏塔内温度T2＝95℃、T3＝90.5℃，并在塔顶通水使反应生成醋酸丁酯与水形成二元共沸物及二元与丁醇形成三元共沸从塔顶出来经过冷凝器(1)除去水后进入二次分段精馏塔(2)，二次分段精馏塔内温度T5＝124℃、T6＝122℃、T7＝117℃，生成的粗醋酸丁酯经提馏段分离后大部分醋酸丁酯进入温度为T4＝128℃的釜底侧线出料，再经过蒸馏得产品醋酸丁酯，少量醋酸丁酯与少量丁醇经过精馏分段分离后形成二元共沸物进入塔顶经冷凝器(2)后再重新反回到一次分段精馏塔(1)进行循环反应和分馏。该工艺连续运2500小时，反应仍十分稳定。所得产品外观为透明液体不深于10号标准色、沸点124℃，水分含量为0.16％，醋酸丁酯含量≥98.8％、游离酸含量(以醋酸计)为0.0049-0.0047％。

Claims (2)

1、一种连续法醋酸丁酯生产工艺，以醋酸和丁醇为原料，采用杂多酸作为催化剂，其工艺为经过反应、一次分段精馏、冷凝、二次分段精馏、蒸馏、制得产品，反应器中的反应温度T1为118-124℃，一次分段精馏的精馏塔(1)温度分布为：精馏塔(1)塔上部温度T2为91-95℃、塔顶温度T3为90-91℃、二次分段精馏的精馏塔(2)温度分布为：精馏塔(2)塔下部温度T5为123-124℃、上部温度T6为120-122℃、塔顶温度T7为114-117℃、塔底温度T4为126-128℃，在一次精馏塔顶内通入水。
2、根据权利要求1所述的连续法醋酸丁酯生产工艺，其特征在于：醋酸∶丁醇摩尔比为1-2∶1。
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