CN1380273A - 醋酸甲酯水解工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种醋酸甲酯水解的工艺及其设备。即用阳离子交换树脂为催化剂的醋酸甲酯的水解工艺以及设备。水解设备为圆柱形塔,塔内包含反应精馏段和提馏段,水解反应在反应精馏段内发生。反应区内的反应精馏结构单元将催化剂装填、液体分配器、溢流管以及汽液接触设备有机地结合在一起,结构紧凑、设备效率高。其水解工艺为,按一定配比的水和醋酸甲酯在反应区内进行水解反应,未反应的反应物经冷凝器冷凝后回到反应区进一步反应。本发明可获得40%～99.8%范围内任一要求的酯水解率。

Description

醋酸甲酯水解工艺及设备
技术领域：
本发明涉及醋酸甲酯水解的反应精馏工艺以及所用的设备，确切地说，一种用阳离子交换树脂为催化剂的醋酸甲酯的水解工艺，以及用于此工艺的设备。
背景技术：
在聚乙烯醇(PVA)生产中副产大量的醋酸甲酯，目前PVA厂家大都采用阳离子固定床水解工艺将醋酸甲酯分解成甲醇和醋酸而加以回收利用，固定床水解工艺的主要缺点是醋酸甲酯水解率低，大量未水解的醋酸甲酯需循环，造成设备庞大，能耗高。在反应物水酯摩尔比为0.95～1.0时，一般水解率只能达到23％～25％。目前有专利和文献报道采用催化精馏的新水解工艺。
采用催化精馏水解工艺的关键技术是催化剂(阳离子交换树脂)在反应装置内的装填方法。日本特许公报(JP8207259)和日本公开特许(JP05212290)和文献(CA，96164550n)报道了两种催化剂的装填方法。一种是将阳离子交换树脂制成纤维状，缠绕在塑料棒上，然后装入塔中。另一种是用惰性树脂作为粘结剂，将离子交换树脂颗粒与高密度聚乙烯一起在加热熔融下模压成圆柱形催化剂填料，而后充填在塔内。这两种催化剂的装填方式都有制作麻烦，催化剂更换和回收困难的缺点。尤其第二种方法当催化剂使用一段时间后会脱落流失，造成催化剂损失。韩国的Kim Ki-Joo的专利(WO9620912)也是采用上述第二种装填方式。我国专利(ZL97101306.3)采用“捆扎包”的方式，将阳离子交换树脂装入耐腐蚀的布包内制成催化剂填料，然后装入塔内进行反应，这样解决了催化剂颗粒脱落流失的缺点，但催化剂包的制造仍比较麻烦，催化剂的更换与活化仍然不方便。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用阳离子交换树脂为催化剂的醋酸甲酯的水解工艺，以及用于此工艺的设备。
醋酸甲酯的水解工艺的条件为：反应温度45～60℃，水和醋酸甲酯摩尔比为1～10∶1，回流液和进料醋酸甲酯的体积比为1～8∶1，加料量为每小时每立方米反应区体积0.2～0.45立方米；
其步骤为：
①计量的醋酸甲酯经预热后连续进入水解塔；
②按配比计量后的水经预热后连续从水解塔顶部进入水解塔，回流液经加热到40～56℃后经水解塔顶部加入水解反应区，水解液从塔底再沸器中抽出。
一种用于醋酸甲酯水解工艺的设备，其特征在于：包括一个圆柱形塔体，塔分为反应精馏段和提馏段，反应精馏段内的反应精馏结构单元由装有凝胶型阳离子交换树脂的列管和塔盘构成，反应精馏段内装有1～10层反应精馏结构单元，其中提馏段与精馏段通过圆柱形塔体相连。
本发明的实例是在所述的水解设备中采用所述的工艺条件进行的，其中，醋酸甲酯、水用计量泵输送，回流液用流量计计量。塔釜为容积2000毫升的三口烧瓶，用电热套加热，塔体用电加热保温，间歇抽出釜液以保持塔釜液位。抽出的水解液用酸碱滴定法和用Varian GC3800气相色谱仪分析。
实施例：
醋酸甲酯水解工艺具体操作过程为：按配比计量的醋酸甲酯或醋酸甲酯与甲醇混合物经第二计量泵5连续输送到第二预热器6加热到预定温度后从水解塔的顶部或水解塔反应精馏段的底部或水解塔提馏段的中部送入水解塔，同时经计量的水用第一计量泵3连续输送到第一预热器2加热到预定温度从塔顶进入水解塔，在反应区内进行水解反应。反应产物在塔内通过精馏分离，易挥发组分(主要是醋酸甲酯)在塔顶被冷凝器1冷凝，冷凝液与水混合后经第一预热器2加热，送回水解塔反应区继续反应。反应液从再沸器中连续抽出以保持塔釜液位。抽出的反应液用气相色谱仪测定其中的甲醇和醋酸甲酯浓度，用标准碱滴定分析醋酸浓度。反应过程连续运行3～8个小时后反应液分析的各组分含量趋于稳定。然后继续运行3～5个小时结束反应。
醋酸甲酯还能是含有0％～30％甲醇的醋酸甲酯与甲醇的混合物。计量的醋酸甲酯经预热后从水解塔的顶部或反应精馏段与提馏段之间或提馏段的中部进入水解塔。
本发明的工艺流程如图1所示，本发明的目的是这样实现的：所述的工艺特点为计量的醋酸甲酯或醋酸甲酯与甲醇的混合物经预热后从水解塔的顶部或水解塔反应精馏段的底部或水解塔提馏段的中部进入水解塔，按配比计量后的水经预热后同时从水解塔的顶部加入。醋酸甲酯和水在水解塔的反应区进行水解反应，未水解的醋酸甲酯在塔内通过精馏与产物分离，在塔顶被冷凝后回流进入反应区继续进行水解反应，水解液从塔底的再沸器中抽出。水解工艺条件为：反应温度45～60℃，水和醋酸甲酯摩尔比为1～10∶1，回流液和进料醋酸甲酯的体积比为1～8∶1，加料量为每小时每立方米反应区体积0.2～0.45立方米。反应条件可按工艺和设备的要求在所述范围内任意选择，以获得40％～99.8％范围内的醋酸甲酯水解率。
本发明的实例是在所述的水解设备中采用所述的工艺条件进行的，其中，醋酸甲酯、水用计量泵输送，回流量用流量计计量。塔釜为容积2000毫升的三口烧瓶，用电热套加热，塔体用电加热保温，间歇抽出釜液以保持塔釜液位。抽出的水解液用Varian GC3800气相色谱仪分析。
实施例的具体操作过程为：按配比计量的醋酸甲酯或醋酸甲酯与甲醇混合物经计量泵(5)连续输送到预热器(6)加热到预定温度后从水解塔的顶部或水解塔反应精馏段的底部或水解塔提馏段的中部送入水解塔，同时经计量的水用计量泵(3)连续输送到预热器(2)加热到预定温度从塔顶进入水解塔，在反应区内进行水解反应。反应产物在塔内通过精馏分离，易挥发组分(主要是醋酸甲酯)在塔顶被冷凝器(1)冷凝，冷凝液与水混合后经预热器(2)加热，送回水解塔反应区继续反应。反应液从再沸器中连续抽出以保持塔釜液位。抽出的反应液用气相色谱仪测定其中的甲醇和醋酸甲酯浓度，用标准碱滴定分析醋酸浓度。反应过程连续运行3～8个小时后反应液分析的各组分含量趋于稳定。然后继续运行3～5个小时结束反应。不同工艺条件下的实施例结果详见下表。
                                                    实验实施例
实例序号 进料位置   原料中甲醇含量(％)     空塔速度   水酯比   回流进料          水解液组成(wt％) 酯水解率(％)
    (m3酯/m3催化剂.h)   (mol/mol)  (m3回流液/m3进料) 醋酸 甲醇 醋酸甲酯
    1 塔顶进料   0.00     0.20    5.17     3.00    32.03    17.08  3.53   91.50
    23   0.0025.70     0.410.27    1.765.25     1.603.00    32.8026.56    17.4927.42  25.595.15   57.8086.42
    4   0.00     0.38    1.89     3.20    30.07    19.04  24.49   80.35
    5  反应精馏段底部进料   26.20     0.35    3.20     3.00    25.50    30.00  15.30   64.30
    6   26.20     0.35    7.50     3.00    23.50    23.50  2.60   91.80
    7   19.00     0.30    5.40     3.00    27.00    27.00  4.00   81.90
    8   25.70     0.38    5.00     2.80    31.00    16.53  6.84   84.80
    9  提馏段中部进料   26.20     0.35    5.30     3.00    26.30    27.20  5.20   86.20
    10   26.20     0.35    10.00     3.00    20.00    19.70  0.04   99.80
    11   19.00     0.30    5.40     3.00    27.00    27.40  4.00   81.90
    12   26.20     0.27    2.65     2.00    35.00    18.67  17.65   71.00
以下将结合附图对一种用于醋酸甲酯水解工艺的设备的实施例作进一步的描述：
图1醋酸甲酯水解工艺的设备的工艺流程图
图2的反应精馏单元结构主视图
图3醋酸甲酯水解工艺的设备的反应精馏单元结构俯视图
图4醋酸甲酯水解工艺的设备的I图
图5醋酸甲酯水解工艺的设备的II图
图6醋酸甲酯水解工艺的设备的III图
图7醋酸甲酯水解工艺的设备的定位圈结构示意图
图中：1为冷凝器；2为第一预热器；3为第一计量泵；4为蒸馏器皿；5为第二计量泵；6为第二预热器；7为提馏段；8为圆柱形塔体；9为精馏段，10为温度计；11为冷却水；12为螺母，13为密封垫圈；14为螺栓；15为支撑圈；16为塔盘；17为溢流管；18为列管；19为定位圈；20为栅板；21为支脚；22为降液管；23为筛孔。
醋酸甲酯水解工艺的设备包括一个圆柱形塔体，塔体分为反应精馏段和提馏段；反应精馏段由筒体和装有阳离子交换树脂的反应精馏结构单元组成。反应区装有1～10个反应精馏结构单元。图2为醋酸甲酯水解工艺的设备反应精馏结构单元主视图。(1)列管内装有阳离子交换树脂作为催化剂，列管长度0.2～2米，列管直径10～200毫米，列管的下端用钻有直径为2～5毫米孔的不锈钢板封住，管下端内测衬有不锈钢丝网和耐腐蚀布，用以防止催化剂颗粒漏出。列管下段侧面钻有直径小于0.5毫米的小孔或不钻孔。(2)列管上端装有起液体分配、溢流和汽液接触作用的塔盘，塔盘上装有个数与列管相同的液体分配溢流管，起到均匀分配液体和溢流的作用。溢流管直径5～50mm，溢流管总长100～300mm。溢流管一部分位于塔盘上侧，一部分位于塔盘下侧。上侧高出塔盘20～100mm，溢流管上沿有高2～10mm的三角形齿，角度α＝30～90°。溢流管下侧伸入列管10～30mm。(3)列管用不锈钢丝捆束，放置在栅板20上，列管用定位圈19定位。定位圈的内径与列管束外径相匹配，外径与塔筒体内径相匹配。定位圈用螺丝固定在筒体内壁上。栅板用焊于塔筒体上的支脚21支撑。塔盘用螺丝紧固在焊于筒体上的支撑圈15上，塔盘与支撑圈之间用密封垫圈13密封。气体沿列管间隙上升，在塔盘上与液体接触。液体沿溢流管往下流动，进入装在列管内的催化剂区进行反应。
醋酸甲酯水解工艺其反应精馏结构单元：
①作为催化剂的离子交换树脂装在列管18内，列管侧面下部钻有小孔或不钻孔，列管底部用钻有小孔的不锈钢板封住；
②列管的上面装有塔盘16，塔盘16为筛板，塔盘16上均匀分布着与列管数目相同的溢流管17，溢流管17一部分位于塔盘16上侧，一部分位于塔盘16下侧，上侧高出塔盘20～100mm，溢流管17上沿有三角形齿，角度α＝30～90°，溢流管17下侧伸入列管；
③列管用不锈钢丝捆束，放置在栅板20上，列管用定位圈19定位，定位圈的内径与列管束外径相匹配，外径与塔筒体内径相匹配，定位圈19用螺丝固定在筒体内壁上，栅板20用焊于塔筒体上的支脚21支撑，塔盘16用螺丝紧固在焊于筒体上的支撑圈15上，塔盘16与支撑圈15之间用密封垫圈13密封。
用于本发明目的的所述的设备结构为：包括一个圆柱形塔体，塔体分为反应精馏段和提馏段；反应精馏段由筒体和装有阳离子交换树脂的反应精馏结构单元组成。反应区装有1～10个反应精馏结构单元。图2为反应精馏结构单元示意图。其特征为：(1)列管内装有阳离子交换树脂作为催化剂，列管长度0.2～2米，列管直径10～200毫米，列管的下端用钻有直径为2～5毫米孔的不锈钢板封住，管下端内测衬有不锈钢丝网和耐腐蚀布，用以防止催化剂颗粒漏出。列管下段侧面钻有直径小于0.5毫米的小孔或不钻孔。(2)列管上端装有起液体分配、溢流和汽液接触作用的塔盘，塔盘上装有个数与列管相同的液体分配溢流管，起到均匀分配液体和溢流的作用。溢流管直径5～50mm，溢流管总长100～300mm。溢流管一部分位于塔盘上侧，一部分位于塔盘下侧。上侧高出塔盘20～100mm，溢流管上沿有高2～10mm的三角形齿，角度α＝30～90°。溢流管下侧伸入列管10～30mm。(3)列管18用不锈钢丝捆束，放置在栅板20上，列管18用定位圈19定位。定位圈的内径与列管束外径相匹配，外径与塔筒体内径相匹配。定位圈19用螺丝固定在筒体内壁上。栅板20用焊于塔筒体上的支脚21支撑。塔盘16用螺丝紧固在焊于筒体上的支撑圈15上，塔盘16与支撑圈15之间用密封垫圈13密封。气体沿列管间隙上升，在塔盘16上与液体接触。液体沿溢流管17往下流动，进入装在列管18内的催化剂区进行反应。本发明的优点在于(1)催化剂装填、活化、更换十分方便，催化剂的效率高。(2)将液体分配器、溢流管17与塔盘16有机地结合在一起，结构紧凑，设备空间利用率高。

Claims (5)

1、一种醋酸甲酯的水解工艺，其特征在于：工艺条件为：反应温度45～60℃，水和醋酸甲酯摩尔比为1～10∶1，回流液和进料醋酸甲酯的体积比为1～8∶1，加料量为每小时每立方米反应区体积0.2～0.45立方米；
其步骤为：
①计量的醋酸甲酯经预热后连续进入水解塔；
②按配比计量后的水经预热后从水解塔顶部连续进入水解塔，回流液经加热到40～56℃后经水解塔顶部加入水解反应区，水解液从塔底再沸器中抽出。
2、根据权利要求1所述的醋酸甲酯水解工艺，其特征在于：醋酸甲酯还能是含有0％～30％甲醇的醋酸甲酯与甲醇的混合物。
3、根据权利要求1所述的醋酸甲酯水解工艺，其特征在于：计量的醋酸甲酯经预热后从水解塔的顶部或反应精馏段与提馏段之间或提馏段的中部进入水解塔。
4、一种用于权利要求1的醋酸甲酯水解设备，其特征在于：包括一个圆柱形塔体(8)，塔分为反应精馏段(9)和提馏段(7)，反应精馏段内的反应精馏结构单元由装有凝胶型阳离子交换树脂的列管(18)和塔盘(16)构成，反应精馏段内装有1～10层反应精馏结构单元，其中提馏段(7)与精馏段(9)通过圆柱形塔体(8)相连。
5、根据权利要求2所述的醋酸甲酯水解的设备，其反应精馏结构单元，其特征在于：
①作为催化剂的离子交换树脂装在列管(18)内，列管侧面下部钻有小孔或不钻孔，列管底部用钻有小孔的不锈钢板封住；
②列管的上面装有塔盘(16)，塔盘(16)为筛板，塔盘(16)上均匀分布着与列管数目相同的溢流管(17)，溢流管(17)一部分位于塔盘(16)上侧，一部分位于塔盘(16)下侧，上侧高出塔盘(16)20～100mm，溢流管(17)上沿有三角形齿，角度α＝30～90°，溢流管(17)下侧伸入列管；
③列管用不锈钢丝捆束，放置在栅板(20)上，列管用定位圈(19)定位，定位圈(19)的内径与列管束外径相匹配，外径与塔筒体内径相匹配，定位圈(19)用螺丝固定在筒体内壁上，栅板(20)用焊于塔筒体上的支脚(21)支撑，塔盘(16)用螺丝紧固在焊于筒体上的支撑圈(15)上，塔盘(16)与支撑圈(15)之间用密封垫圈(13)密封。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244982B (zh) * 2008-01-31 2011-03-23 中国石油大学(华东) 一种乙酸甲酯的水解分离装置及其工艺
CN101481304B (zh) * 2009-02-20 2012-07-04 南京工业大学 一种甲酸甲酯水解制甲酸的工艺
WO2012164573A2 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Reliance Industries Ltd., Hydrolysis and esterification with acid catalysts
CN101704733B (zh) * 2009-11-12 2013-03-20 福州大学 一种醋酸甲酯水解耦合工艺及其专用设备
CN108043060A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 福州大学 一种用于低级羧酸酯水解的隔壁催化精馏塔及其应用
CN114653320A (zh) * 2022-03-31 2022-06-24 华融化学股份有限公司 一种用于列管式反应器的气液分布结构及列管式反应器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244982B (zh) * 2008-01-31 2011-03-23 中国石油大学(华东) 一种乙酸甲酯的水解分离装置及其工艺
CN101481304B (zh) * 2009-02-20 2012-07-04 南京工业大学 一种甲酸甲酯水解制甲酸的工艺
CN101704733B (zh) * 2009-11-12 2013-03-20 福州大学 一种醋酸甲酯水解耦合工艺及其专用设备
WO2012164573A2 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Reliance Industries Ltd., Hydrolysis and esterification with acid catalysts
CN108043060A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 福州大学 一种用于低级羧酸酯水解的隔壁催化精馏塔及其应用
CN114653320A (zh) * 2022-03-31 2022-06-24 华融化学股份有限公司 一种用于列管式反应器的气液分布结构及列管式反应器

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