醋酸乙酯的生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了醋酸乙酯的生产工艺，利用反应精馏塔、乙酯精制塔和乙醇回收塔三个塔进行生产，生产醋酸乙酯过程采用反应精馏塔，醋酸既是反应物又是萃取剂，醋酸和乙醇在所述塔内逆流接触，破坏醋酸乙酯与乙醇、水形成的两元或三元共沸物，塔顶连续采出纯度较高的醋酸乙酯，水从塔底连续的采出；所述生产工艺改变了传统的生产醋酸乙酯工艺中将产物水从塔顶移出反应体系，需要大量粗酯回流才能将产物水从塔顶采出，造成产品单耗高的现象；本发明专利技术将水从塔釜连续采出，大大减少了反应精馏过程的能耗，而且过程中不需要额外加入带水剂，避免了塔内物系复杂，该节能工艺简单，操作过程易行，可实现大规模的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及酯类化合物的生产工艺，尤其是醋酸乙酯的生产工艺。
技术介绍
醋酸乙酯是一种重要的有机溶剂和化工基本原料，我国主要应用于涂料油漆、制药领域、涂料粘合剂、油墨、纤维素、人造香精药物和有机酸的生产中，其市场需求在逐年增加。用乙醇和醋酸合成醋酸乙酯的反应是可逆反应，醋酸乙酯、乙醇和水会形成四种二元或三元恒沸物，而且四种共沸物的沸点与纯醋酸乙酯的沸点很接近，反应产物水需以共沸物的形式从塔顶馏出，而共沸物中水含量低于9％且水和乙酯有一定的互溶，因此需要大量的乙酯回流才能将反应生成的水从塔顶采出，所以乙酯的水蒸气单耗一般大于2.5吨/吨乙酯。另外，传统工艺多采用浓硫酸催化剂，对设备材质要求高。中国专利CN203212506U公开了一种生产醋酸乙酯的工艺为预先将乙醇和乙酸在酯化釜反应，再进入精馏塔，在板式塔上设有反应液循环进料口回流反应液至酯化釜，精馏过程利用反应生成的醋酸乙酯与水形成的共沸物将水带出促进反应向正方向进行。在塔顶设冷却器和分相器，冷却后的共沸物进入分相器分层将富含的酯相部分回流进一步带出反应生成的水，部分粗酯采出进一步精制，水相进入回收塔回收乙醇和乙酯。该工艺至少需要三个塔，原料和产物中水的汽化潜热最大，将水不断从塔顶带出不仅增加了设备投资还增大了能耗。还有人提出反应精馏-萃取联合操作，将塔顶产出的粗酯进入萃取器萃取，将萃取后的精酯部分采出做为产品，部分精酯回流增强带水能力，使反应生成的水移出体系打破化学反应平衡。这种工艺一直延续将水从塔顶移出反应体系的思路，并没有从根本上降低醋酸乙酯生产过程中高能耗的问题。中国专利CN1616399A公开了一种在反应精馏过程中加入带水剂的方法将带水剂和原料一起加入塔釜，在塔顶得到粗酯，经盐液萃取提纯粗酯，萃取后的盐溶液需后续加热浓缩、冷却后循环使用；塔底经过冷凝器冷凝后进入分相器分相，富含带水剂的有机相回流至塔釜，该回流液循环并与进料混合进入反应精馏塔。该过程引入另外的组分不仅使反应精馏过程变的复杂而且增加了流程的操纵变量，增加了操作难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种醋酸乙酯的生产工艺。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种醋酸乙酯的生产工艺，醋酸既是反应物又是萃取剂，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，使醋酸和醋酸乙酯/水、醋酸和醋酸乙酯/乙醇以及醋酸和醋酸乙酯/乙醇/水的共沸物之间充分接触，在反应精馏塔内完成反应、分离、萃取过程，塔顶采出醇含量2.1-3.8％的粗酯，塔釜采出酸含量0.1-0.7％的水。对上述所得粗酯进行精制即可得到高纯度醋酸乙酯。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，在反应精馏塔内(反应精馏段)停留时间1.04-1.3hr(小时)，来完成反应物的高转化率。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，具体步骤如下：(1)醋酸从反应精馏塔的中上部加入，乙醇从反应精馏塔的中下部加入，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，在酸性催化剂的作用下，在反应精馏塔内完成反应、分离、萃取的过程；乙醇与醋酸在反应精馏塔的反应精馏段反应生成醋酸乙酯和水，醋酸在反应精馏塔的萃取段萃取醋酸乙酯与乙醇、水形成的两元或三元共沸物；反应过程中生成的水有65％-99％从塔釜排出，塔釜物料中醋酸的含量低于0.7％，在反应精馏塔顶部得到含水量5-7.5％的粗乙酯；(2)粗乙酯进入乙酯精制塔，在塔底得到精制醋酸乙酯。所得精制醋酸乙酯的纯度大于99.95％。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述反应精馏塔中进行常压操作，回流比0.5-2.5，顶温67-68.5℃，釜温92-96℃。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述反应精馏塔为板式塔，塔板层数为30-95层。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述反应精馏塔为填料塔，填料高度为10-50米。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述乙酯精制塔是板式塔，塔板层数为15-80层。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述乙酯精制塔是填料塔，填料高度为6-45米。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述乙醇回收塔是板式塔，塔板层数为10-60层。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述乙醇回收塔是填料塔，填料高度为5-35米。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，具体步骤如下：(1)醋酸从反应精馏塔的中上部加入，乙醇从反应精馏塔中下部加入，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，在酸性催化剂的作用下，在塔内完成反应、分离、萃取的过程；(2)纯度88.7-92.9％的醋酸乙酯连续从反应精馏塔塔顶采出，经过塔顶的反应精馏塔冷凝器后部分回流，部分采出至乙酯精制塔；(3)反应生成的水从反应精馏塔的塔釜连续排出后进入乙醇回收塔，从反应精馏塔的塔釜中采出的物料的醋酸含量0.1-0.7％；(4)反应精馏塔的塔顶物料粗酯采至乙酯精制塔进行精制，乙酯精制塔塔顶气相经过塔顶的乙酯精制塔冷凝器冷凝后部分回流，部分采出后返回至反应精馏塔；(5)乙酯精制塔塔釜得到纯度大于99.95％的醋酸乙酯；(6)乙醇回收塔塔顶将得到的乙醇、乙酯混合物返回反应精馏塔；(7)乙醇回收塔塔釜采出废水。优选的，上述醋酸乙酯的生产工艺，所述酸性催化剂为酸性阳离子交换树脂、分子筛、硫酸、磷酸、盐酸或离子液体。本专利技术的有益效果是：上述醋酸乙酯的生产工艺，醋酸既是反应物又是萃取剂，能够大幅度地降低醋酸乙酯生产过程中的水蒸气消耗，并且与传统的醋酸乙酯生产工艺相比较可知，现有工艺中所采用的反应釜工艺或者反应精馏塔工艺都是塔釜不出料，目的是将塔釜物料维持在高浓度醋酸的环境下控制粗酯中的醇含量，然后将醋酸乙酯和水形成的共沸物从塔顶移出带走反应生产的水，众所周知，乙酯和水的共沸物中水含量低，而反应生产的水多，因此需要大量乙酯循环才能将反应生成的水全部带出；而本专利技术的生产工艺恰恰将反应生成的65％-99％的水从塔釜移出反应体系，利用醋酸的萃取作用打破形成的共沸物，反应生成的水大部分留在塔底，在一个精馏塔内完成反应、分离、萃取、精馏的过程，精制得到纯度大于99.95％的醋酸乙酯。附图说明图1为本专利技术所述醋酸乙酯的生产工艺的工艺流程图。图中：T01-反应精馏塔，T02-乙酯精制塔，T03-乙醇回收塔，E01-反应精馏塔冷凝器，E02-反应精馏塔再沸器，E03-乙酯精制塔冷凝器，E04-乙酯精制塔再沸器，E05-乙醇回收塔冷凝器，E06-乙醇回收塔再沸器具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术所述技术方案作进一步的说明。实施例1如图1所示，一种醋酸乙酯的生产工艺，醋酸从反应精馏塔T01的中上部加入，乙醇从反应精馏塔T01中下部加入，乙醇和醋酸在反应精馏塔T01内逆流接触，停留时间1.3hr以完成反应物的高转化率，在酸性催化剂酸性阳离子交换树脂的作用下，在塔内完成反应、分离、萃取的过程，所述反应精馏塔下段装有50层催化精馏塔板，上段填料高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋酸乙酯的生产工艺，其特征在于：醋酸既是反应物又是萃取剂，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，使醋酸和醋酸乙酯/水、醋酸和醋酸乙酯/乙醇以及醋酸和醋酸乙酯/乙醇/水的共沸物之间充分接触，在反应精馏塔内完成反应、分离、萃取过程，塔顶采出含醇粗酯，塔釜采出含酸的水。

【技术特征摘要】
1.一种醋酸乙酯的生产工艺，其特征在于：醋酸既是反应物又
是萃取剂，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，使醋酸和醋酸乙酯
/水、醋酸和醋酸乙酯/乙醇以及醋酸和醋酸乙酯/乙醇/水的共沸物之
间充分接触，在反应精馏塔内完成反应、分离、萃取过程，塔顶采出
含醇粗酯，塔釜采出含酸的水。
2.根据权利要求1所述的醋酸乙酯的生产工艺，其特征在于：
所述乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，在反应精馏塔内停留时间
1.04-1.3hr。
3.根据权利要求1所述的醋酸乙酯的生产工艺，其特征在于：
具体步骤如下：
(1)醋酸从反应精馏塔的中上部加入，乙醇从反应精馏塔的中
下部加入，乙醇和醋酸在反应精馏塔内逆流接触，在酸性催化剂的作
用下，在反应精馏塔内完成反应、分离、萃取的过程；乙醇与醋酸在
反应精馏塔的反应精馏段反应生成醋酸乙酯和水，醋酸在反应精馏塔
的萃取段萃取醋酸乙酯与乙醇、水形成的两元或三元共沸物；反应过
程中生成的水有65％-99％从塔釜排出，在反应精馏塔顶部得到粗乙酯；
(2)粗乙酯进入乙酯精制塔，在塔底得到精制醋酸乙酯。
4.根据权利要求1或3所述的醋酸乙酯的生产工艺，其特征在
于：所述反应精馏塔中进行常...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柏春，罗德华，李晓红，
申请(专利权)人：天津普莱化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12