RU2211214C2 - Способ получения бутилацетата - Google Patents
Способ получения бутилацетата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211214C2 RU2211214C2 RU2001114769A RU2001114769A RU2211214C2 RU 2211214 C2 RU2211214 C2 RU 2211214C2 RU 2001114769 A RU2001114769 A RU 2001114769A RU 2001114769 A RU2001114769 A RU 2001114769A RU 2211214 C2 RU2211214 C2 RU 2211214C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- filled
- esterification
- butyl acetate
- benzene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии кислого гетерогенного катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропобразующим агентом и выделению целевого продукта, причем уксусную кислоту и н-бутиловый спирт подают на этерификацию в молярном соотношении 1,00: 1,05, а процесс ведут в двух последовательно работающих реакторах, первый из которых является реактором колонного типа, заполненным кислым гетерогенным катализатором, а второй является реакционно-ректификационным реактором, верхняя и нижняя часть которого заполнена насадкой, а средняя часть заполнена формованным катионитом, причем в верхнюю ректификационную часть второго реактора подают бензол в качестве азеотропобразующего агента. Надежный способ позволяет повысить производительность процесса и снизить стоимость целевого продукта. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Данное изобретение относится к области органической химии, а именно, к процессам получения сложных эфиров, в частности к получению бутилацетата.
Известны способы получения бутилацетата в присутствии гомогенных и гетерогенных катализаторов, которые предусматривают вывод целевого продукта из реакционной зоны в виде тройного азеотропа бутанола (27,4 мас.%), воды (37,3 мас. %), бутилацетата (35,3 мас.%). (Н.Н. Лебедев "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза", Москва, "Химия", 1988, с. 194-207).
Известен способ получения сложных эфиров из спирта и карбоновой кислоты в присутствии гетерогенного катализатора (DE 198298809, С 07 С 67/08, 07.01.1999), который осуществляется в дистилляционной колонне, имеющей в нижней части зону реакции. Сырье в колонну подается над зоной катализатора, а из верхней ректификационной части колонны отгоняется тройной азеотроп, содержащий спирт, воду, эфир. Азеотропная смесь охлаждается, конденсируется и разделяется на органическую и водную фазы. Органическая часть содержит бутилацетат, бутанол и воду (по растворимости), водная часть содержит н-бутиловый спирт (6-8 мас.%), бутилацетат (1 мас.%), которые извлекаются из воды отгонкой.
Известен способ получения сложных эфиров из спирта и карбоновой кислоты, в частности получения бутилацетата, в присутствии гомогенного кислотного катализатора, например серной кислоты, при эквимолярном отношении уксусной кислоты и н-бутилового спирта (US 4314947 А, С 07 С 67/08, 09.02.1982). Процесс осуществляют в двух реакторах, завершая этерификацию перегонкой реакционной смеси предварительного этерифицирования, которая содержит помимо эфира карбоновой кислоты некоторое количество непревращенной карбоновой кислоты и спирта, а также катализатор этерификации и образующуюся в процессе реакции воду. Перегонку проводят в присутствии или отсутствии азеотропообразующего агента, в качестве которого может быть использован н-бутилацетат, бензол, дихлорэтан.
К недостаткам известного способа следует отнести стадию обязательного наличия рецикла смеси предварительного эретифицирования, отгонку тройного азеотропа, использование галогенного кислотного катализатора, содержащего коррозионно-активную среду, требующую соответствующего оформления процесса.
Способы получения сложных эфиров, в частности бутилацетата, в которых целевой продукт из зоны реакции отводится в виде тройного азеотропа, имеют ряд недостатков - это, во-первых, необходимость проведения процесса этерификации со значительным избытком одного из компонентов (напр., спирта), что снижает производительность процесса, повышает энергозатраты на нагрев избыточного компонента; и, во-вторых, наличие реакционной воды с содержанием в ней (в случае получения бутилацетата) н-бутанола 6-8 мас.%, бутилацетата 1 мас.%, которые нужно извлечь, что приводит к значительным дополнительным энергозатратам.
Известен способ получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии гетерогенного катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропообразующим агентом и выделение целевого продукта (SU A3 1240352, С 07 С 69/14, 1986). В известном способе бутилацетат получают этерификацией уксусной кислоты при избытке н-бутилового спирта в присутствии сильнокислого катионита с последующей ректификацией получаемой реакционной смеси с выделением в качестве дистиллята азеотропа воды с азеотропообразующим агентом-толуолом, в качестве бокового погона, выводимого ниже первой тарелки, целевого погона в виде бутилацетата и бутанола и в качестве нижекипящего погона, отводимого из отгонной части колонны, смеси непрореагировавших бутанола и уксусной кислоты, возвращаемых на стадию этерификации.
Однако известный способ имеет недостатки, заключающиеся в том, что, во-первых, исходная смесь для этерификации готовится со значительным (0,2 моль) избытком спирта, не вступившие в реакцию спирт и кислота снова возвращаются в процесс - это снижает производительность процесса и повышает энергозатраты.
Использование толуола в качестве азеотропообразующего агента для вывода воды имеет недостаток, заключающийся в том, что азеотроп толуол-вода и азеотроп бутилацетат-н-бутиловый спирт-вода имеют близкие температуры кипения (84,1÷85oС и 89,4oС соответственно), кроме этого, толуол образует азеотропные смеси с уксусной кислотой tкип= 105oС) и с н-бутиловым спиртом (tкип= 105,5oС), что также затрудняет процесс разделения и требует значительных энергозатрат для выделения целевого продукта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии гомогенного кислого катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропообразующим агентом и выделение целевого продукта (US 4314947, С 07 С 067/08, 1982). В известном способе процесс ведут в двух аппаратах, первый из которых представляет собой реактор, а второй представляет собой реакционно-ректификационную колонну. Процесс этерификации завершают перегонкой реакционной смеси предварительного этерифицирования, которая содержит помимо эфира карболовой кислоты некоторое количество непревращенной карбоновой кислоты и спирта, а также катализатор этерификации. При этом сложный эфир указанного катализатора загрязняется продуктами гидролиза катализатора. Отщепляющиеся от катализатора сульфогруппы вместе с реакционной водой создают коррозионную агрессивную среду, требующую соответствующего оформления процесса и приводящую к снижению концентрации реагентов, что снижает скорость реакции.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности способа получения бутилацетата, повышение производительности процесса и снижение стоимости конечного продукта.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности процесса, увеличение степени чистоты готового продукта и снижение энергозатрат.
Указанная задача с достижением технического результата решается в способе получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии кислого гетерогенного катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропообразующим агентом и выделение целевого продукта тем, что уксусную кислоту и н-бутиловый спирт подают на этерификацию в молярном отношении 1,00:1,05, а процесс ведут в двух последовательно работающих реакторах, первый из которых является реактором колонного типа, заполненным кислым гетерогенным катализатором, а второй является реакционно-ректификационным реактором, верхняя и нижняя часть которого заполнена насадкой, а средняя часть заполнена формованным катионитом, причем в верхнюю ректификационную часть второго реактора подают бензол в качестве азеотропообразующего агента.
Кроме того, в качестве кислого гетерогенного катализатора используют сильнокислотный катионит КУ-2-8, а в качестве насадки используют насадку Зульцера.
В зоне кислого гетерогенного катализатора предпочтительно поддерживают температуру 90÷110oС, а в зоне формованного катионита 90÷95oС.
Целесообразно также бензол подавать в верхнюю ректификационную часть реакционно-ректификационного реактора в количестве, необходимом для образования азеотропной смеси бензол-вода.
Преимуществом применения бензола в качестве азеотропообразующего агента с водой в среде бутилацетат-н-бутиловый спирт-вода-уксусная кислота является то, что бензол ни с одним из этих веществ, кроме воды, не образует азеотропной смеси, а образующаяся азеотропная смесь бензол-вода имеет температуру кипения, значительно отличную от температуры кипения остальных компонентов смеси, что повышает надежность процесса.
На фиг. 1 изображена схема установки для этерификации уксусной кислоты н-бутиловым спиртом, где
1 - прямоточный реактор;
2 - реакционно-ретрификационный реактор;
3 - головка азеотропной ректификации (с конденсатором и фазоразделителем);
4 - конденсатор-холодильник;
5 - приемник бутилацетата-сырца;
6 - смесь спирта и уксусной кислоты.
1 - прямоточный реактор;
2 - реакционно-ретрификационный реактор;
3 - головка азеотропной ректификации (с конденсатором и фазоразделителем);
4 - конденсатор-холодильник;
5 - приемник бутилацетата-сырца;
6 - смесь спирта и уксусной кислоты.
Установка для получения бутилацетата состоит из двух последовательно работающих реакторов: прямоточного реактора 1 колонного типа, заполненного катионитом КУ-2-8 (фракция 0,315÷1,25 мм в количестве 60 г сухого с объемом набухшего 195 см3), и реакционно-ректификационного реактора 2 диаметром 45 мм, верхняя и нижняя части которого заполнены насадкой Зульцера и выполняют функцию ректификационной колонны (эффективностью по 12 m.m. каждая), а средняя часть - зона реакции - заполнена формованным катионитом (размер таблеток 4•5 мм) в количестве 35 г объемом 100 см3.
Сырье - уксусную кислоту и н-бутиловый спирт в молярном соотношении 1: 1,05 подают в верхнюю часть прямоточного реактора 1, из которого выходит реакционная смесь с равновесной степенью конверсии. Продукты из прямоточного реактора подают в среднюю часть реакционно-ректификационного реактора 2 над зоной формованного катионита, а в верхнюю ректификационную часть реактора из головки 3 на орошение подают бензол в количестве, необходимом для образования азеотропной смеси бензол-вода и вывода воды из реакционной смеси.
Азеотропная смесь бензол-вода отводится из верхней ректификационной части. После конденсации, охлаждения и фазового разделения смеси в фазоразделителе бензол поступает на орошение, вода выводится из системы.
Целевой продукт бутилацетат-сырец отводят из паровой фазы нижней части ректификационной зоны через холодильник-конденсатор 4 в приемник 5.
Пример.
В прямоточный реактор 1 колонного типа, заполненный сильнокислотным катионитом КУ-2-8 (фракция 0,315÷1,25 мм в количестве 60 г сухого с объемом набухшего 195 см3) подают 276 г/ч подогретой смеси н-бутилового спирта и уксусной кислоты в молярном отношении 1,05:1,0, процесс этерификации ведут при температуре 90÷110oС. Продукты реакции из прямоточного реактора подают в реакционно-ректификационный реактор 2, верхняя и нижняя части которого заполнены насадкой Зульцера, а средняя часть заполнена формованным катионитом, над зоной формованного катионита, при этом в зоне катализатора КУ-2-8 поддерживают температуру 90÷110oС, в зоне формованного катионита 90÷95oС, в кубе 125÷130oС.
Реакционную воду отгоняют из верхней части ректификационной колонны при температуре 69÷71oС в виде азеотропной смеси с бензолом, который подают в количестве 403 г/ч.
Азеотропная смесь в разделителе расслаивается на водную и бензольную фазы. Вода в количестве 36 г/ч выводится, бензол возвращается на орошение верхней ректификационной части.
Бутилацетат-сырец в количестве 232 г/ч отводят из паровой фазы низа верхней части реакционно-ректификационного реактора при температуре 125÷128oС.
Получаемый бутилацетат-сырец имеет состав, мас.%:
Бутилацетат - 98,0
н-бутиловый спирт - 1,7
Неизвесные примеси - 0,3
Съем бутилацетата с 1 кг катализаторов составляет 2,4 кг/ч, при этом в процессе отсутствует рецикл сырья; в отогнанной воде продукты реакции отсутствуют, содержание бензола в воде 0,05 мас.%.
Бутилацетат - 98,0
н-бутиловый спирт - 1,7
Неизвесные примеси - 0,3
Съем бутилацетата с 1 кг катализаторов составляет 2,4 кг/ч, при этом в процессе отсутствует рецикл сырья; в отогнанной воде продукты реакции отсутствуют, содержание бензола в воде 0,05 мас.%.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может быть реализовано с помощью известных средств и наиболее эффективно использовано при получении сложных эфиров, в частности бутилацетата.
Настоящее изобретение может быть реализовано с помощью известных средств и наиболее эффективно использовано при получении сложных эфиров, в частности бутилацетата.
Claims (4)
1. Способ получения бутилацетата этерификацией уксусной кислоты н-бутиловым спиртом в присутствии кислого гетерогенного катализатора с отделением образующейся в результате реакции воды в виде азеотропа с азеотропобразующим агентом и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что уксусную кислоту и н-бутиловый спирт подают на этерификацию в молярном отношении 1,00: 1,05, а процесс ведут в двух последовательно работающих реакторах, первый из которых является реактором колонного типа, заполненным кислым гетерогенным катализатором, а второй является реакционно-ректификационным реактором, верхняя и нижняя часть которого заполнена насадкой, а средняя часть заполнена формованным катионитом, причем в верхнюю ректификационную часть второго реактора подают бензол в качестве азеотропобразующего агента.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислого гетерогенного катализатора используют сильнокислотный катионит КУ-2-8, а в качестве насадки используют насадку Зульцера.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в зоне кислого гетерогенного катализатора поддерживают температуру 90-110oС, а в зоне формованного катионита 90-95oС.
4. Способ по любому из п. 1-3, отличающийся тем, что бензол подают в верхнюю ректификационную часть реакционно-ректификационного реактора в количестве, необходимом для образования азеотропной смеси бензол-вода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114769A RU2211214C2 (ru) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Способ получения бутилацетата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114769A RU2211214C2 (ru) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Способ получения бутилацетата |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001114769A RU2001114769A (ru) | 2003-05-20 |
RU2211214C2 true RU2211214C2 (ru) | 2003-08-27 |
Family
ID=29245512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001114769A RU2211214C2 (ru) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Способ получения бутилацетата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2211214C2 (ru) |
-
2001
- 2001-06-01 RU RU2001114769A patent/RU2211214C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5008046A (en) | Process for the continuous esterification of fatty acids | |
KR100563596B1 (ko) | 부틸아세테이트 및 이소부틸아세테이트의 제조방법 및제조장치 | |
ES2153291A1 (es) | Procedimiento para la obtencion de esteres. | |
EP1784379A1 (en) | Improved process for production of organic acid esters | |
US2936321A (en) | Process for hydrolyzing lower aliphatic esters and separation of resulting products | |
RU96123848A (ru) | Способ получения алкилакрилата | |
US4260813A (en) | Process for the continuous production of ethylene glycol monoethyl ether acetate | |
RU2211214C2 (ru) | Способ получения бутилацетата | |
KR100339973B1 (ko) | 메틸아세테이트의 가수분해 방법 및 장치 | |
JPS6327332B2 (ru) | ||
US5847239A (en) | Transesterification process | |
EP0255401B1 (en) | Process | |
US4283579A (en) | Process for producing diol | |
US6906229B1 (en) | Process for hydrolyzing di-isopropyl ether to isopropyl alcohol by catalytic distillation using a solid acid catalyst | |
RU2083541C1 (ru) | Способ получения изобутилена из метил- или этил-трет-бутилового эфира | |
US6362386B1 (en) | Method and device for obtaining isobutenes from conjugated hydrocarbons | |
CA2017583C (en) | Process for the continuous preparation of glyoxylic acid | |
SU1342894A1 (ru) | Способ получени 2-этоксиэтилового эфира уксусной кислоты | |
RU2089536C1 (ru) | Способ получения трет.бутанола | |
RU2319686C2 (ru) | Способ переработки изобутенсодержащей углеводородной смеси | |
RU2327682C1 (ru) | Способ получения этил-трет-бутилового эфира | |
WO2001002074A1 (en) | Extractive distillation separation | |
RU2099318C1 (ru) | Способ получения изопрена | |
JP2003252825A (ja) | (メタ)アクリル酸類製造時の副生物の分解方法 | |
RU2068838C1 (ru) | Способ получения алкил-трет-алкиловых эфиров |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080602 |