本发明涉及酯类化合物生产技术领域，具体涉及一种醋酸乙酯的生产工艺。
背景技术：
醋酸乙酯是一种很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，其市场需求量逐年增加。目前，乙酸乙酯的合成方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙酸/乙烯加成法四种。
其中，醋酸酯化法是最常见的生产方法。醋酸酯化法是采用浓硫酸为催化剂，将原料醋酸和乙醇混合投入酯化釜中进行酯化，然后反应产物以乙酸乙酯-乙醇-水三元共沸物的形式从酯化塔顶蒸出，后进行脱水和精制得到醋酸乙酯，而酯化釜中一同带出的沸点较高醋酸等物料从酯化塔底回流到酯化釜中继续反应。
由于酯化反应是可逆反应，以上方法存在反应时间过长、乙酸转化率不高、醋酸乙酯的收率不高等问题。
虽然中国专利cn106478415a公开了采用颗粒状离子交换树脂对原料进行预处理的方案，但是其进行原料预处理是为了降低能耗，提高热能利用率。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种醋酸乙酯的生产工艺。本发明醋酸乙酯的生产工艺在将醋酸和乙醇投入酯化反应塔之前先进行了预处理，有效缩短了原料在酯化反应塔的停留时间，且提升了乙酸的转化率和醋酸乙酯的收率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种醋酸乙酯的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将醋酸和乙醇按摩尔比1-1.5：1混合后，导入添加有磷钼钒杂多酸的预处理管中，将所述预处理管抽真空至-1～-2mpa时充入二氧化碳气体至预处理管内压力为5-7mpa，保持30min，得预处理物；且前25min控制反应温度为60-65℃，后5min控制反应温度为100-110℃；
(2)酯化反应：将上述预处理物从酯化反应塔的中上段导入酯化反应塔中，从酯化反应塔的下段陆续导入乙醇使得醋酸和乙醇的摩尔比达到1:2-2.5，并加入浓硫酸，于常压、95-100℃下在酯化反应塔中停留40-50min后，反应生成的醋酸乙酯和水、乙醇形成的共沸物从酯化反应塔的塔顶蒸出，反应剩余的醋酸从酯化反应塔的塔底回流到酯化反应塔中继续反应；
(3)成品制备：从塔顶蒸馏出来的共沸物，依次经过冷凝、脱水后得到粗酯，其中一部分粗酯回流到所述酯化反应塔中带水，一部分粗酯进入精制塔精制后得到成品醋酸乙酯。
进一步的，步骤(1)中，所述磷钼钒杂多酸的添加量为所述醋酸质量的2-3％。
进一步的，步骤(1)中，所述二氧化碳的纯度为99.5％以上。
进一步的，步骤(2)中，所述乙醇分3次导入所述酯化反应塔中，且第一次导入量为导入总量的3/5，第二次和第三次的导入量为导入总量的1/5。
进一步的，步骤(2)中，所述浓硫酸的加入量为所述乙酸质量的0.5-0.8％。
进一步的，步骤(2)中，所述酯化反应塔的回流比为1.5-2。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明的原料按乙酸过量的比例混合后经过预处理，使得原料在预处理管已被充分激活进行反应状态，经过预处理的原料进入酯化反应塔时进一步加快了反应，且分段陆续补充的乙醇不仅有效促进了乙酸的转化，反应迅速，促使酯化反应向正向进行，而且避免了一次性添加导致原料短时间内接触不充分、反应慢，从而导致原料转化不完全的现象发生，有效提升了原料的转化率且反应停留时间短，在酯化反应进进入平衡阶段之前就开始蒸出产物，醋酸乙酯的选择性强，从而提升了产物的收率。
(2)本发明原料预处理采用的磷钼钒杂多酸和二氧化碳存在协同作用，首先，在前25min，二氧化碳产生的5-7mpa的压力，使得磷钼钒杂多酸产生破碎形成松散的多孔状微颗粒，充分促进了原料与磷钼钒杂多酸的混合与原料的内扩散，进而有效提升了磷钼钒杂多酸的催化活性和催化速度，使原料迅速开始进行反应，其次，后5min，在100-110℃的高温下，二氧化碳与酯化反应生成的水反应生成的碳酸可电离出大量的氢离子，产生的氢离子和在酯化反应塔添加的少量硫酸可有效提升了反应体系的酸性强度，从而促进了磷钼钒杂多酸亲核基团的进攻，促进了原料脱水生成醋酸乙酯，同时，多余的二氧化碳可进一步结合产生的水，降低了反应体系的水含量，从而进一步促进了酯化反应的正向进行，醋酸乙酯的选择性高，减少了副反应，产物收率高。
(3)本发明以磷钼钒杂多酸为主催化剂，以二氧化碳和硫酸作为催化剂助剂，三者产生协同作用，提升了酯化速度、原来转化率和醋酸乙酯的选择性，从而有效提升了醋酸乙酯的收率，并且，大大降低了传统方法完全采用硫酸、盐酸等强酸作为催化剂对设备产生的腐蚀程度，提高了设备的使用寿命。
【具体实施方式】
下面将结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种醋酸乙酯的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将醋酸和乙醇按摩尔比1：1混合后，导入添加有质量为所述醋酸质量2％的磷钼钒杂多酸的预处理管中，将所述预处理管抽真空至-1mpa时充入纯度为99.5％以上的二氧化碳气体至预处理管内压力为5mpa，保持30min，得预处理物；且前25min控制反应温度为60℃，后5min控制反应温度为100℃；
(2)酯化反应：将上述预处理物从酯化反应塔的中上段导入酯化反应塔中，从酯化反应塔的下段分3次导入乙醇使得醋酸和乙醇的摩尔比达到1:2，且第一次导入量为导入总量的3/5，第二次和第三次的导入量为导入总量的1/5；并加入质量为所述乙酸质量0.5％的浓硫酸，于常压、95℃、回流比1.5下在酯化反应塔中停留40min后，反应生成的醋酸乙酯和水、乙醇形成的共沸物从酯化反应塔的塔顶蒸出，反应剩余的醋酸从酯化反应塔的塔底回流到酯化反应塔中继续反应；
(3)成品制备：从塔顶蒸馏出来的共沸物，依次经过冷凝、脱水后得到粗酯，其中一部分粗酯回流到所述酯化反应塔中带水，一部分粗酯进入精制塔精制后得到成品醋酸乙酯。
取3ml产物醋酸乙酯用高效液相色谱法进行分析，得到如下结果：乙酸转化率为91.7％，乙酸乙酯收率为83.4％。
实施例2
一种醋酸乙酯的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将醋酸和乙醇按摩尔比1.3：1混合后，导入添加有质量为所述醋酸质量2.5％的磷钼钒杂多酸的预处理管中，将所述预处理管抽真空至-1.5mpa时充入纯度为99.5％以上的二氧化碳气体至预处理管内压力为6mpa，保持30min，得预处理物；且前25min控制反应温度为62℃，后5min控制反应温度为105℃；
(2)酯化反应：将上述预处理物从酯化反应塔的中上段导入酯化反应塔中，从酯化反应塔的下段分3次导入乙醇使得醋酸和乙醇的摩尔比达到1:2.3，且第一次导入量为导入总量的3/5，第二次和第三次的导入量为导入总量的1/5；并加入质量为所述乙酸质量0.6％的浓硫酸，于常压、98℃、回流比1.8下在酯化反应塔中停留45min后，反应生成的醋酸乙酯和水、乙醇形成的共沸物从酯化反应塔的塔顶蒸出，反应剩余的醋酸从酯化反应塔的塔底回流到酯化反应塔中继续反应；
(3)成品制备：从塔顶蒸馏出来的共沸物，依次经过冷凝、脱水后得到粗酯，其中一部分粗酯回流到所述酯化反应塔中带水，一部分粗酯进入精制塔精制后得到成品醋酸乙酯。
取3ml产物醋酸乙酯用高效液相色谱法进行分析，得到如下结果：乙酸转化率为92.3％，乙酸乙酯收率为83.8％。
实施例3
一种醋酸乙酯的生产工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将醋酸和乙醇按摩尔比1.5：1混合后，导入添加有质量为所述醋酸质量3％的磷钼钒杂多酸的预处理管中，将所述预处理管抽真空至-2mpa时充入纯度为99.5％以上的二氧化碳气体至预处理管内压力为7mpa，保持30min，得预处理物；且前25min控制反应温度为65℃，后5min控制反应温度为110℃；
(2)酯化反应：将上述预处理物从酯化反应塔的中上段导入酯化反应塔中，从酯化反应塔的下段分3次导入乙醇使得醋酸和乙醇的摩尔比达到1:2.5，且第一次导入量为导入总量的3/5，第二次和第三次的导入量为导入总量的1/5；并加入质量为所述乙酸质量0.8％的浓硫酸，于常压、100℃、回流比2下在酯化反应塔中停留50min后，反应生成的醋酸乙酯和水、乙醇形成的共沸物从酯化反应塔的塔顶蒸出，反应剩余的醋酸从酯化反应塔的塔底回流到酯化反应塔中继续反应；
(3)成品制备：从塔顶蒸馏出来的共沸物，依次经过冷凝、脱水后得到粗酯，其中一部分粗酯回流到所述酯化反应塔中带水，一部分粗酯进入精制塔精制后得到成品醋酸乙酯。
取3ml产物醋酸乙酯用高效液相色谱法进行分析，得到如下结果：乙酸转化率为90.9％，乙酸乙酯收率为82.7％。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。