CN113292429B - 一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乙酸异丁酯生产技术领域，针对高端漆用乙酸异丁酯中醇、酸、水等杂质含量要求高的问题，公开一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统，包括沿物料流动方向依次设置的酯化釜、酯化塔、酯化分相器、脱水塔、脱水分相器和成品精滤器；反应物料加入到酯化釜后，反应产物进入酯化塔初步分离，然后进入酯化分相器分离水相，有机相和水相按一定比例回流至酯化塔，有机相另一部分进入脱水塔后进入脱水分相器分离水相，有机相再次回流至脱水塔，从脱水塔底得到乙酸异丁酯。本发明的生产系统可实现乙酸异丁酯中杂质如异丁醇、水分、酸值的同步脱除，使制备的乙酸异丁酯不仅纯度高、异丁醇含量低，而且酸值低、水分含量低，色泽品质高。

Description

一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统及生产方法

技术领域

本发明涉及乙酸异丁酯生产技术领域，具体涉及高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统及生产方法。

背景技术

乙酸异丁酯是一种重要的化工原料，主要用在制药、香料、涂料、油漆、制革、树脂工业中，也可用作硝化纤维及漆类的溶剂。由于乙酸异丁酯对许多物质有良好的溶解性的特性，工业上它可以用作制造硝基纤维素漆、丙烯酸漆、聚氨酯漆等的稀释剂。这些高端漆类可用作飞机机翼涂料、人造皮革涂料、汽车涂料等。乙酸异丁酯用作高端漆的稀释剂，对乙酸异丁酯成品质量有严格的要求，须保证水分含量、残留酸含量和残醇含量以及色泽等满足一定要求。

中国专利申请CN201510396619.3公开了一种精馏制备乙酸异丁酯的方法，以反应精馏塔作为反应和分离场所，并且以乙酸甲酯和异丁醇为原料从而提高反应产率。该技术方案中以乙酸甲酯为原料替代乙酸，可以相应的降低酸含量，但是乙酸甲酯较乙酸难得，因此生产成本增高，而且该方案中同样面临如何降低杂质含量，提高乙酸异丁酯纯度的问题。

发明内容

针对高端漆用乙酸异丁酯中醇、酸、水等杂质含量要求高的问题，本发明的目的在于提供一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统，从脱水、脱酸、除杂等方面综合考察和设计，使得到的乙酸异丁酯具有高纯度特点，满足高端漆等领域的应用需求。

本发明的另一目的在于提供高端漆用的乙酸异丁酯的生产方法。

本发明提供如下的技术方案：

一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统，包括沿物料流动方向依次设置的酯化釜（1）、酯化塔（2）、酯化分相器（5）、脱水塔（6）、脱水分相器（9）和成品精滤器（17）；

所述酯化釜的顶部设有若干物料进口和第二出料口（21），酯化釜的底部设有第十进料口（37），所述酯化塔的下部设有第三进料口（22）、酯化塔的底部设有第四出料口（25），第二出料口经进料管路和第三进料口连通，第四出料口经回流管路和第十进料口连通；

所述酯化塔的顶部设有第三出料口（23），酯化塔的上部设有第四进料口（24），所述酯化分相器的上部设有第五进料口（26）和第五出料口（27），酯化分相器的底部设有第十出料口（39），所述脱水塔的中部设有第六进料口（28），第三出料口经进料管路和第五进料口连通，第五出料口、第十出料口经回流管路分别和第四进料口连通，第五出料口经进料管路和第六进料口连通；

所述脱水塔的顶部设有第六出料口（29），脱水塔的上部设有第七进料口（30），脱水塔的底部设有第七出料口（31），所述脱水分相器上设有第九进料口（34）和第九出料口（35），第六出料口经进料管路和第九进料口连通，第九出料口经回流管路和第七进料口连通，第七出料口经进料管路和成品精滤器连通。

本发明的乙酸异丁酯的生产系统中，采用酯化塔和脱水塔连用，并依次设置酯化分相器和脱水分相器，利用酯化塔、酯化分相器、脱水塔、脱水分相器依次进行酸、水与有机酯相的分离，并控制各环节的操作条件，可以有效的去除乙酸异丁酯中的异丁醇、水分、杂质等，使获得的乙酸异丁酯成品的纯度不低于99.5%，同时异丁醇和水分含量分别降至0.3wt%、0.1wt%以下，酸值降低到0.005wt%以上，完全满足高端漆对乙酸异丁酯的应用需求。

作为本发明的优选，生产系统还包括强制外循环再沸器（3），酯化釜的物料进口包括第二进料口（20），酯化釜的底部设有第一出料口（19），酯化强制外循环再沸器的出料口经进料管路和第二进料口连通，酯化强制外循环再沸器的进料口经回流管路和第一出料口连通，回流管路上设有酯化强制外循环泵（13）。酯化强制循环再沸器为酯化釜酯化反应提供热量，同时通过物料流动避免酸对酯化釜的腐蚀。

作为本发明的优选，酯化釜连续进料的质量比为1:1.2～1.3。控制合适的乙酸和异丁醇的用量对于乙酸异丁酯的品质影响较为关键，应保证酯化釜中乙酸稍微过量，以有利于提高粗酯中乙酸异丁酯含量，但是釜酸高加大酯化塔分离乙酸难度。

作为本发明的优选，在乙酸和异丁醇连续进料前还包括向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为2:1～1.1，催化剂的加入量为底料的1.5～1.7wt%，升温全回流降酸值至0.003～0.005wt%后乙酸和异丁醇连续进料。保持酯化反应釜内合适的酸度环境。

作为本发明的优选，生产系统还包括设置在连通第五出料口与第四进料口的回流管路上的有机相回流泵（14）、设置在连通第十出料口和第四进料口的回流管路上的水相回流泵（38）、以及设置在有机相回流泵和水相回流泵下游共用的酯化回流换热器（16）。通过强制回流实现酸、水等在酯化塔中的充分分离。使用有机相回流泵可以平稳的控制酯化塔中温，防止乙酸进入粗酯中。

作为本发明的优选，酯化分相器回流至酯化塔和进入脱水塔的料液的流量比为1～1.2:1；酯化分相器回流至酯化塔的料液的线速度为1.5～2.0m/s；酯化分相器回流至酯化塔的料液的回流温度为60～80℃；所述酯化塔的塔底温度为87～91℃。控制强制回流速度和回流温度对乙酸异丁酯的成品中酸值和水分含量有明显的影响。酯化回流粗酯和热水在酯化回流换热器中换热，可以将回流温度由30℃提高至80℃，降低能耗。

作为本发明的优选，生产系统还包括脱水塔再沸器（7），脱水塔下部设有第八进料口（32），脱水塔底部设有第八出料口（33），脱水塔再沸器的出料口经进料管路和第八进料口连通，脱水塔再沸器的进料口和第八出料口连通；脱水塔的塔顶温度为100～115℃；脱水塔的塔底温度为118～119℃。脱水塔的塔顶温度控制将影响成品的采出品质。

作为本发明的优选，酯化塔的塔板数为28～32块；脱水塔的塔板数为38～42块。

作为本发明的优选，所述生产系统还包括依次设置在成品精滤器下游的成品采出泵（15）和成品槽（12），第九出料口和第七进料口连通的回流管路与成品采出泵和成品槽连通的进料管路经成品换热器（10）换热。

一种使用上述生产系统制备乙酸异丁酯的方法，包括以下步骤：

（1）按配比向酯化釜中加入乙酸、异丁醇和催化剂，酯化釜强制外循环再沸器加热启动酯化反应，酯化釜中反应后产生的气相组分进入酯化塔中；

（2）控制酯化塔塔底的温度为87～91℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行有机相粗酯和水相初步分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯和水相按比例6～4：1回流至酯化塔，控制回流速度为1.5～2.0m/s，回流温度为60～80℃；

（3）待回流管路中粗酯的酸值达到0.003～0.005wt%后，将回流的有机相粗酯一部分经第六进料口送入脱水塔，回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的有机相粗酯的流量比为1～1.2:1；

（4）控制脱水塔底的温度为118～119℃，脱水塔内的有机相粗酯再次精馏后产生的轻组分经过第六出料口进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相酯和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放料口出去，有机相酯则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量出料至酯化釜，回流比为5～8:1；控制脱水塔顶温度100～115℃，脱水塔底的重组分通过第七出料口经成品精滤器后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于控制温度时则停止成品采出并减少脱水分相器回流至酯化釜的物料量。

本发明的有益效果如下：

本发明的技术方案中，设置由酯化塔、酯化分相器和脱水塔、脱水分相器组成的分离系统，并结合特定的回流管线实现乙酸异丁酯中杂质如异丁醇、水分、酸值的同步脱除，使制备的乙酸异丁酯不仅纯度高、异丁醇含量低，而且酸值低、水分含量低，色泽品质高。

附图说明

图1是本发明的生产系统的工艺流程图。

图中：1、酯化釜，2、酯化塔，3、强制外循环再沸器，4、酯化塔顶冷凝器，5、酯化分相器，6、脱水塔，7、脱水塔再沸器，8、脱水塔顶冷凝器，9、脱水分相器，10、成品换热器，11、成品冷却器，12、成品槽，13、酯化强制外循环泵，14、有机相回流泵，15、成品采出泵，16、酯化回流换热器，17、成品精滤器， 18、第一进料口，19、第一出料口，20、第二进料口，21、第二出料口，22、第三进料口，23、第三出料口，24、第四进料口，25、第四出料口，26、第五进料口，27、第五出料口，28、第六进料口，29、第六出料口，30、第七进料口，31、第七出料口，32、第八进料口，33、第八出料口，34、第九进料口，35、第九出料口，36、第十一进料口，37、第十进料口，38、水相回流泵，39、第十出料口。

具体实施方式

下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。

如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。

本发明的高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统如下所述。

如图1所示，一种高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统，包括沿物料流动方向依次设置的酯化釜1、酯化塔2、酯化分相器5、脱水塔6、脱水分相器9和成品精滤器17。其中酯化釜为酯化反应提供反应场所，酯化塔为填料精馏塔，所用填料为陶瓷环填料，理论塔板数为28～32块，酯化塔的塔底温度为87～91℃；酯化分相器和脱水分相器主要用于分离有机相和水相；成品精滤器用于进一步对成品进行精滤处理；脱水塔为填料精馏塔，所用填料为高分子树脂，理论塔板数为38～42块。

在酯化釜的顶部设有多个物料进口和第二出料口21，物料进口分别为第一进料口18、第二进料口20、第十一进料口36，其中第一进料口和第十一进料口用于投放乙酸、异丁醇和催化剂，酯化釜的底部设有第十进料口37。在酯化塔的下部还设有第三进料口22、在酯化塔的底部设有第四出料口25，第二出料口经进料管路和第三进料口连通，第四出料口经回流管路和第十进料口连通。

酯化塔的顶部设有第三出料口23，酯化塔的上部设有第四进料口24，酯化分相器上设有第五进料口26和第五出料口27、第十出料口39，脱水塔的中部设有第六进料口28，第三出料口经进料管路和第五进料口连通，并在进料管路上设置酯化塔顶冷凝器4，第五出料口经回流管路与第四进料口连通，第十出料口经回流管路和与第四进料口连通，第五出料口经进料管路和第六进料口连通。

脱水塔的顶部设有第六出料口29，脱水塔的上部设有第七进料口30，脱水塔的底部设有第七出料口31，所述脱水分相器上设有第九进料口34和第九出料口35，第六出料口经进料管路和第九进料口连通，并在进料管路上设置脱水塔顶冷凝器8，第九出料口经回流管路和第七进料口连通，第七出料口经进料管路和成品精滤器连通。

为保证制备的乙酸异丁酯的品质，酯化釜中乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.2～1.3。进一步的，在乙酸和异丁醇连续进料前向酯化釜中提前加入由乙酸、异丁醇和催化剂组成的底料，其中乙酸和异丁醇的质量比为2:1～1.1，催化剂的加入量为底料的1.5～1.7wt%，升温全回流降酸值至0.003～0.005wt%后乙酸和异丁醇连续进料。

为控制从酯化分相器出的粗酯的酸值，进而调控成品的酸值，需要控制酯化分相器回流至酯化塔的回流速度和回流温度，因此在连通第五出料口与第四进料口的回流管路上设置有机相回流泵14，从而控制酯化分相器回流至酯化塔的料液的线速度为1.5～2.0m/s；在，第十出料口与第四进料口的回流管路上设置水相回流泵38，进一步的在有机相回流泵和水相水流泵的下游设置第五出料口、第十出料口分别和第四进料口的回流管路共用的酯化回流换热器16，控制酯化分相器回流至酯化塔的料液的回流温度为60～80℃；而由酯化分相器回流至酯化塔和进入脱水塔的料液的流量比为1～1.2:1。为增强酯化釜的防腐蚀性，生产系统还包括强制外循环再沸器3，在酯化釜底部设有第一出料口19，酯化强制外循环再沸器的出料口经进料管路和第二进料口20连通，酯化强制外循环再沸器的进料口经回流管路和第一出料口19连通，回流管路上设有酯化强制外循环泵13。

为保证脱水上部的回流物料量以及控制成品的质量，脱水塔的塔顶温度为100～115℃；脱水塔的塔底温度为118～119℃。生产系统还包括脱水塔再沸器7，脱水塔下部设有第八进料口32，脱水塔底部设有第八出料口33，脱水塔再沸器的出料口经进料管路和第八进料口连通，脱水塔再沸器的进料口和第八出料口连通。

为提高热效率，生产系统还包括依次设置在成品精滤器下游的成品采出泵15和成品槽12，第九出料口和第七进料口连通的回流管路与成品采出泵和成品槽连通的进料管路经成品换热器10换热，并在近成品槽处设置成品冷却器11，成品冷却器设在成品换热器的下游。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例1

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.5，催化剂的加入量为底料的1.5wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.005wt%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.3；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为90±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为1.5m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.005wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的有机相回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1:1，而当粗酯的酸值大于0.005wt%时酯化分相器中有机相粗酯全部回流至酸值达到要求方可出料至脱水塔；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为6:1。同时控制脱水塔顶温度110℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于110℃时则停止成品采出并加大脱水分相器出料至酯化釜物料量。

通过上述方法制备的乙酸异丁酯的指标为：乙酸异丁酯成品纯度≥99.5%，色泽≤10#、酸值为≤0.005wt%，异丁醇≤0.3%，水分≤0.1%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例2

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.55，催化剂的加入量为底料的1.6wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.003wt%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.2；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为88±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为2.0m/s，回流温度为85℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.003wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1.2:1，而当粗酯的酸值大于0.005wt%时酯化分相器中有机相粗酯全部回流至酸值达到要求方可出料至脱水塔；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为119℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为5:1。同时控制脱水塔顶温度115℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于115℃时则停止成品采出并加大脱水分相器出料至酯化釜物料量。

通过上述方法制备的乙酸异丁酯的指标为：该实施例中所生产的乙酸异丁酯成品纯度≥99.8%，色泽≤5#、酸值≤0.003wt%，异丁醇≤0.1%，水分≤0.05%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例3

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为2:1.04，催化剂的加入量为底料的1.7wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料酸值至0.004wt%后乙酸和异丁醇连续进料，乙酸和异丁醇连续进料质量比1:1.2；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为89±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为1.8m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.004wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1:1，而当粗酯的酸值大于0.005wt%时酯化分相器中有机相粗酯全部回流至酸值达到要求方可出料至脱水塔；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为5.5:1。同时控制脱水塔顶温度112℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于112℃时则停止成品采出并加大脱水分相器出料至酯化釜物料量。

该实施例中所生产的乙酸异丁酯成品纯度≥99.6%，色泽≤8#、酸值为≤0.004wt%，异丁醇≤0.2%，水分≤0.08%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例4

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.5，催化剂的加入量为底料的1.5wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.005wt%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.3；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为91±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为1.0m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.005wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1:1，而当粗酯的酸值大于0.005wt%时酯化分相器中有机相粗酯全部回流至酸值达到要求方可出料至脱水塔；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为6.5:1。同时控制脱水塔顶温度105℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于105℃时则停止成品采出并加大脱水分相器出料至酯化釜物料量。

该实施例中所生产的乙酸异丁酯成品纯度≥99.4%，色泽≤10#、酸值为≤0.005wt%，异丁醇≤0.4%，水分≤0.08%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例5

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.5，催化剂的加入量为底料的1.5wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.005wt%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.3；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为92±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为1.5m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.005wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1:1，而当粗酯的酸值大于0.005wt%时酯化分相器中有机相粗酯全部回流至酸值达到要求方可出料至脱水塔；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为7:1。同时控制脱水塔顶温度103℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯。

通过上述方法制备的乙酸异丁酯的指标为：乙酸异丁酯成品纯度≥99.1%，色泽≤10#、酸值为≤0.005wt%，异丁醇≤0.5%，水分≤0.15%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例6

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.5，催化剂的加入量为底料的1.5wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.005%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.3；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为93±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5：1，控制回流速度为1.5m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.008wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为1:1；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为7.5:1。同时控制脱水塔顶温度108℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯。

通过上述方法制备的乙酸异丁酯的指标为：乙酸异丁酯成品纯度≥99.0%，色泽≤10#、酸值为≤0.008wt%，异丁醇≤0.6%，水分≤0.2%。

采用上述生产系统制备高端漆用乙酸异丁酯的具体应用例7

（1）向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂硫酸组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为1:0.5，催化剂的加入量为底料的1.5wt%，启动酯化强制外循环再沸器加热进行酯化反应，待升温全回流至物料的酸值至0.005%后乙酸和异丁醇连续进料，控制乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.3；

（2）酯化釜内反应产生的气相组分经釜顶部的第二出料口进入酯化塔精馏，酯化塔的塔板数为30块，控制酯化塔塔底的温度为94±1℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行初步的有机相粗酯和水相分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯则经有机相回流泵和酯化回流换热器后回流至酯化塔，有机相粗酯和水相回流比为5:1，控制回流速度为1.5m/s，回流温度为80℃；

（3）检测有机相回流泵出口处的粗酯的酸值，待粗酯的酸值达到0.008wt%后，将有机相回流泵的出料一部分经第六进料口送入脱水塔，控制酯化分相器出来的粗酯回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的流量比为0.2:1；

（4）脱水塔的塔板数为40块，控制脱水塔底的温度为118℃，从脱水塔第六进料口进入的粗酯在脱水塔内再次精馏去除水、异丁醇，产生的轻组分经过第六出料口和进料管路进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放出去，有机相则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量回流至酯化釜，两者的流量比控制为8:1。同时控制脱水塔顶温度100℃，脱水塔底的重组分成品通过第七出料口由成品采出泵输送至成品换热器换热后出料至成品槽得到乙酸异丁酯。

通过上述方法制备的乙酸异丁酯的指标为：乙酸异丁酯成品纯度≥89.9%，色泽≤10#、酸值为≤0.008wt%，异丁醇≤0.8%，水分≤0.2%。

Claims (7)

1.一种使用高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，

所述高端漆用的乙酸异丁酯的生产系统包括沿物料流动方向依次设置的酯化釜(1)、酯化塔(2)、酯化分相器(5)、脱水塔(6)、脱水分相器(9)和成品精滤器(17)；

所述酯化釜的顶部设有若干物料进口和第二出料口(21)，酯化釜的底部设有第十进料口(37)，所述酯化塔的下部设有第三进料口(22)、酯化塔的底部设有第四出料口(25)，第二出料口经进料管路和第三进料口连通，第四出料口经回流管路和第十进料口连通；

所述酯化塔的顶部设有第三出料口(23)，酯化塔的上部设有第四进料口(24)，所述酯化分相器的上部设有第五进料口(26)和第五出料口(27)，酯化分相器的底部设有第十出料口(39)，所述脱水塔的中部设有第六进料口(28)，第三出料口经进料管路和第五进料口连通，第五出料口、第十出料口经回流管路分别和第四进料口连通，第五出料口经进料管路和第六进料口连通；

所述脱水塔的顶部设有第六出料口(29)，脱水塔的上部设有第七进料口(30)，脱水塔的底部设有第七出料口(31)，所述脱水分相器上设有第九进料口(34)和第九出料口(35)，第六出料口经进料管路和第九进料口连通，第九出料口经回流管路和第七进料口连通，第七出料口经进料管路和成品精滤器连通；

生产系统还包括强制外循环再沸器(3)；

生产系统还包括设置在连通第五出料口与第四进料口的回流管路上的有机相回流泵(14)、设置在连通第十出料口和第四进料口的回流管路上的水相回流泵(38)、以及设置在有机相回流泵和水相回流泵下游共用的酯化回流换热器(16)；

包括以下步骤：

(1)按配比向酯化釜中加入乙酸、异丁醇和催化剂，酯化釜强制外循环再沸器加热启动酯化反应，酯化釜中反应后产生的气相组分进入酯化塔中；

(2)控制酯化塔塔底的温度为87～91℃，酯化塔内产生的气相经第三出料口进入酯化分相器进行有机相粗酯和水相初步分离，水相一部分从酯化分相器的底部放出，一部分经水相回流泵回流至酯化塔内，有机相粗酯回流至酯化塔，有机相粗酯和水相按比例6～4：1回流至酯化塔，控制回流速度为1.5～2.0m/s，回流温度为60～80℃；

(3)待回流管路中粗酯的酸值达到0.003～0.005wt％后，将回流的有机相粗酯一部分经第六进料口送入脱水塔，回流到酯化塔和粗酯进入脱水塔的有机相粗酯的流量比为1～1.2:1；

(4)控制脱水塔底的温度为118～119℃，脱水塔内的有机相粗酯再次精馏后产生的轻组分经过第六出料口进入脱水分相器，脱水分相器再次进行有机相酯和水相的分离，水相从脱水分相器的底部放料口出去，有机相酯则大部分通过第九出料口进入成品换热器换热后回流至脱水塔，少量出料至酯化釜，回流比为5～8:1；

控制脱水塔顶温度100～115℃，脱水塔底的重组分通过第七出料口经成品精滤器后出料至成品槽得到乙酸异丁酯，当脱水塔顶的温度低于控制温度时则停止成品采出并减少脱水分相器回流至酯化釜的物料量。

2.根据权利要求1所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，酯化釜的物料进口包括第二进料口(20)，酯化釜的底部设有第一出料口(19)，酯化强制外循环再沸器的出料口经进料管路和第二进料口连通，酯化强制外循环再沸器的进料口经回流管路和第一出料口连通，回流管路上设有酯化强制外循环泵(13)。

3.根据权利要求1或2所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，酯化釜中乙酸和异丁醇的连续进料的质量比为1:1.2～1.3。

4.根据权利要求3所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，在乙酸和异丁醇连续进料前还包括向酯化釜中加入由乙酸、异丁醇和催化剂组成的底料，乙酸和异丁醇的质量比为2:1～1.1，催化剂的加入量为底料的1.5～1.7wt％，升温全回流降酸值至0.003～0.005wt％后乙酸和异丁醇连续进料。

5.根据权利要求1所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，生产系统还包括脱水塔再沸器(7)，脱水塔下部设有第八进料口(32)，脱水塔底部设有第八出料口(33)，脱水塔再沸器的出料口经进料管路和第八进料口连通，脱水塔再沸器的进料口和第八出料口连通；脱水塔的塔顶温度为100～115℃；脱水塔的塔底温度为118～119℃。

6.根据权利要求1所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，酯化塔的塔板数为28～32块；脱水塔的塔板数为38～42块。

7.根据权利要求1所述的制备乙酸异丁酯的方法，其特征在于，所述生产系统还包括依次设置在成品精滤器下游的成品采出泵(15)和成品槽(12)，第九出料口和第七进料口连通的回流管路与成品采出泵和成品槽连通的进料管路经成品换热器(10)换热。

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