[發明專利]一種反應精餾隔壁塔聯產乙酸乙酯和乙酸正丁酯的方法

有效

• 申請號: 201710030652.3
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106699566B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李春利;董立會;胡雨奇;王宇佩;王洪海;馬帥明;姜挺
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C07C69/14
• 分類號: C07C69/14;C07C67/08;C07C67/54
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種反應精餾隔壁塔聯產乙酸乙酯和乙酸正丁酯的方法。該方法采用反應精餾隔壁塔，原料乙醇從反應段的底部進料，原料正丁醇和乙酸從反應段的中部進料，兩個反應放在同一反應區域，在制備乙酸乙酯?乙酸正丁酯的同時，乙酸正丁酯還可以充當制備乙酸乙酯時產生水的共沸劑，從而減少塔頂乙酸乙酯的回流量，提高反應轉化率，降低塔頂酯相中乙醇和水的含量，降低生產過程的能耗。本發明不僅可減少冷凝器和再沸器用量，而且可提升其熱力學效率，進一步降低精餾能耗，實現深度節能，帶來良好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種利用反應精餾隔壁塔聯產乙酸乙酯和乙酸正丁酯的工藝，具體是以乙醇、正丁醇和乙酸為原料，在單個精餾塔內實現制備并清晰分離乙酸乙酯和乙酸正丁酯的工藝。

背景技術

在石油、化工等行業的生產過程中，精餾能耗約占整個過程能耗的40％左右，因此實現精餾過程的節能減排有著重要的社會意義。反應精餾隔壁塔是一種將反應精餾與隔壁塔耦合的新型熱耦合塔，打破了反應平衡與相平衡限制，減少了中間組分的返混程度，可顯著降低分離能耗。乙酸乙酯和乙酸正丁酯都是化工生產中重要的有機溶劑，廣泛應用于油漆、香料和紡織等行業。目前國內工業上常用傳統的反應精餾酯化法生產乙酸乙酯，該方法一方面需要大量的酯相在塔頂回流帶出塔內生成的水，另一方面塔頂粗酯中水和乙醇的含量較高，使后續分離過程需要較高的汽液負荷，所以能耗較高。同時乙酸正丁酯的生產需要將水相回流以帶出生成的乙酸正丁酯，因此能耗也較高。

Miguel A.Santaella等人在文獻中提出反應精餾隔壁塔制備乙酸乙酯，在預分餾段發生酯化反應，公共精餾段塔頂餾出粗乙酸乙酯，主塔段塔釜采出廢水。但該工藝方案主要靠塔頂酯相回流帶出反應生成的水，回流比較大，因此塔釜能耗也相應較高。張冰劍等人利用反應精餾制備乙酸乙酯，添加乙酸正丁酯為夾帶劑將反應生成的水從側線釆出，在一定程度上降低了塔頂酯相回流量和塔釜能耗，但由于中間組分的返混問題，所以其熱力學效率較低。田暉等人提出乙酸乙酯和乙酸正丁酯工藝，該工藝需要兩個反應精餾塔(包括兩臺冷凝器、兩臺再沸器)，分別制備分離乙酸乙酯和乙酸正丁酯，存在設備費用高、流程復雜等問題。

綜上所述，乙酸乙酯和乙酸正丁酯生產工藝存在流程復雜、熱力學效率低、能耗高等問題，因此找到一種流程簡單、熱力學效率高、能耗低的工藝方案尤為重要。

發明內容

本發明提供了一種反應精餾隔壁塔聯產乙酸乙酯和乙酸正丁酯的工藝，目的是解決傳統反應精餾生產乙酸乙酯、乙酸正丁酯分離流程復雜、能耗高、投資高等問題。該工藝將兩個反應放在同一反應區域，在制備乙酸乙酯-乙酸正丁酯的同時，乙酸正丁酯還可以充當制備乙酸乙酯時產生水的共沸劑，從而減少塔頂乙酸乙酯的回流量，提高反應轉化率，降低塔頂酯相中乙醇和水的含量，降低生產過程的能耗。另一方面本發明工藝可實現在單一的精餾塔內制備并清晰分離乙酸乙酯和乙酸正丁酯，不僅可減少冷凝器和再沸器用量，而且可提升其熱力學效率，進一步降低精餾能耗，實現深度節能，帶來良好的經濟效益。

本發明的技術方案為：

一種反應精餾隔壁塔聯產乙酸乙酯和乙酸正丁酯的方法，包括以下步驟：

所述的反應精餾隔壁塔中，隔板位于塔內的中心軸線上，預分餾段位于隔板左側，公共精餾段位于隔板上部；主塔段位于隔板右側，公共提餾段位于隔板下部；物料在預分餾段中部進料并發生反應，視為反應段；反應段中裝有強酸性陽離子交換樹脂Amberlyst15，裝填量為0.6～1kg/L填料；

所述的反應精餾隔壁塔為常壓操作；塔釜溫度為114～117℃；

(1)原料乙醇從反應段的底部進料，原料正丁醇和乙酸從反應段的中部進料；乙醇、正丁醇與乙酸在反應段發生酯化反應，分別生成乙酸乙酯和乙酸正丁酯，然后A、B組分向上進入公共精餾段，B、C組分向下進入公共提餾段；

其中，A組分為乙酸乙酯、乙醇和水的三元共沸物；B組分為乙酸正丁酯和水的二元共沸物；C組分為乙酸和水的混合物，其中乙酸濃度大于95％wt；