[發明專利]連續式兩段酯化反應生產醋酸正丙酯的方法

有效

• 申請號: 202010077430.9
• 申請日: 2020-01-29
• 公開（公告）號: CN111167378B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 夏智軍;馮烈;陳云斌;鄭豐平
• 申請（專利權）人: 浙江建業化工股份有限公司
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01J19/00;C07C67/08;C07C67/48;C07C69/14
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種連續式兩段酯化反應生產醋酸正丙酯的方法，醋酸與正丙醇連續加入預酯化釜，在高溫作用下發生無催化酯化反應；預酯化后的反應液減壓汽化，經液體分布器送入催化酯化釜；預酯化釜與催化酯化釜頂部有氣體管道連接，底部有液體管道連接，且設有壓力控制閥；催化酯化后的反應液汽化，在脫酸塔中進行分離醋酸，未反應的醋酸返回至催化酯化釜；脫酸塔塔頂餾出物冷凝后分層，下層水相一部分回流，另一部分采出，上層油相送去精制。本發明的方法轉化率高、工藝過程簡單、運行能耗低，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種醋酸正丙酯的工藝方法，更具體地說，是一種連續地非催化酯化與催化酯化兩段反應生產醋酸正丙酯的方法。

背景技術

醋酸正丙酯是一種常用的精細化工原料，對多種合成樹脂具有良好的溶解性能，是乙基纖維素、硝基纖維素與聚甲基丙烯酸酯等多種合成樹脂的優良溶劑。醋酸正丙酯大量用于油墨、涂料等領域。

目前工業上醋酸正丙酯的生產工藝為連續硫酸催化酯化法，即醋酸與正丙醇以摩爾比1：1，連續進入裝有硫酸與醋酸混合溶液的酯化釜，經酯化和蒸餾分離得到最終產品，這兩步的收率分別為94.8％和98.7％(化工管理，2015，4：259)。相比于相比于傳統間歇法生產工藝，生產效率與硫酸利用率顯著提高，同時原料消耗與能耗大幅下降(綠色化工，2016，8:79-80)。

隨著近年來行業競爭的加劇，醋酸正丙酯生產企業為降低生產成本，越來越關注過程能耗下降、產品純度提升，以及硫酸催化劑利用效率的提高。為提升催化劑的利用效率，中國專利CN 104610055 A采用了強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑，盡管精制后產品純度大于99％，然而其反應原料在酯化釜中30min的回流，不能實現連續化生產。中國專利CN 101863760 A將強酸性離子交換樹脂填裝到固定床中，原料總轉化率可達98.5％，同時提升了催化劑的利用效率。然而其進料中醋酸與正丙醇的摩爾比為1：1.1～1.3，即正丙醇過量，精制分離較為困難。與現有的連續硫酸催化酯化法相比，這兩種方式均不可避免地引起能耗的顯著增大。

因此，針對現有的醋酸正丙酯生產工藝的不足，有必要開發出一種既提升轉化效率更高、又能降低能耗，且適用于工業化生產的工藝方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種連續式兩段酯化反應生產醋酸正丙酯的方法，不僅可以降低現有工藝的能耗，而且產品的純度也得到提升，便于工業化生產。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種連續式兩段酯化反應生產醋酸正丙酯的方法，所用的生產裝置包括預酯化釜、內腔底部設有液體分布器的催化酯化釜、脫酸塔、冷凝器、油水分離器和循環泵；預酯化釜上的預酯化釜放空閥和催化酯化釜上的催化酯化釜閥門通過管路相連；液體分布器為排管式結構，液體分布器上設有排液口；

打開預酯化釜放空閥和催化酯化釜閥門，按照濃硫酸：醋酸＝0.1～0.5％的質量比，先將醋酸與濃硫酸預先加入到催化酯化釜內；向預酯化釜預先加入由醋酸和正丙醇組成的混合原料；加料完畢后，關閉預酯化釜放空閥與催化酯化釜閥門；加熱預酯化釜至120～150℃以及加熱催化酯化釜至100～120℃，并保溫(保持溫度穩定)，然后向預酯化釜中連續加入混合原料從而實現連續進料；預酯化釜排出的預酯化后反應液經減壓汽化后經液體分布器送入催化酯化釜內進行催化酯化反應；催化酯化后的反應所得物進入脫酸塔內進行脫酸處理(分離醋酸)；未反應的醋酸返回至催化酯化釜內；脫酸塔的塔頂餾出物經冷凝器冷卻后，在油水分離器中分層；分層所得的水相(下層水相)一部分經循環泵回流至脫酸塔塔頂，另一部分采出；分層所得的油相(上層油相)為醋酸正丙酯粗品。

說明：醋酸正丙酯粗品中，醋酸正丙酯的純度≥96.40，可按照常規方式進行精制。

作為本發明的連續式兩段酯化反應生產醋酸正丙酯的方法的改進：混合原料由質量比為1：1的醋酸與正丙醇組成。