专利名称：一种制备醋酸甲酯和醋酸丁酯的耦合生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学工业领域中的醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，具体地说，其工艺过程包括醋酸甲酯酯化反应精馏工段、闪蒸段和醋酸丁酯酯化反应精馏工段。本发明将醋酸甲酯酯化釜中反应精馏后的富含水的醋酸供醋酸丁酯反应精馏使用，从而实现醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产，达到加强甲酯酯化反应、降低产品能耗的目的。
背景技术：
醋酸甲酯为一类优良的溶剂，能与醇、醚、烃等混溶，是纤维素酯、尿素树脂等的优良溶剂，用作硝化纤维素的快干性溶剂，还可用于人造革、涂料、香料等的制造。醋酸正丁酯为一类优良的有机溶剂。微溶于水，能与醇、醚等一般有机溶剂混溶。广泛用作硝基喷漆、火棉胶、烤漆、橡胶、人造革，也可应用香料、医药等工业中，还可以用作萃取剂。醋酸甲酯与醋酸丁酯的反应方程式为
醋酸+甲醇(丁醇) <===> 醋酸甲酯(醋酸丁酯)+水
反应方程式表明两个酯化反应的产物酯与水的摩尔比率均为1，而两种酯类产物在实际生产中则通过反应精馏过程以共沸物的形式从反应系统中进行分离，但是所移出的共沸物中酯与水的摩尔比率与酯化反应方程式生成比例并不一致。对于产物移出配比与生成配比不同的共沸物体系，将导致反应体系中产物酯和水不能按要求同时通过反应精馏过程移出体系。因此，对于醋酸甲酯生产，当装置运行一段时间后，酯化釜内将残存过量的水；而对于醋酸丁酯生产，当装置运行一段时间后，酯化釜内将残存过量的丁酯。受化学反应平衡的限制，产物浓度的升高会阻碍正反应的进行，使反应向逆方向进行，从而导致酯化反应速度变慢，在降低反应转化率的同时大大增加了装置单位产品能耗。表一醋酸甲酯与水、甲醇在常压共沸时形成二元组成及其共沸点
.....共沸物系—[......甲—酯—含—M—甲—m—含.......M.....I......水—含—量.....共沸点rc
/mol%/mol%/mol%
二元共沸物 66.4833,7554
88J511,6556 J
由于反应系统中反应物醋酸过量，加上产品醋酸甲酯和水被不断移走，所以反应物甲醇的反应转化率较高。因此系统中的水主要是与甲酯形成二元共沸物从酯化塔顶馏出。从表一可以看出，甲酯和水所形成的二元共沸物中，水与甲酯的摩尔比率约
O.13，即大约87%的酯化反应生成的水由于不能与甲酯形成共沸物从塔顶移出而残留在酯化塔中。酯化釜中原料带入水及酯化反应生成水的积聚成为制约酯化反应速度的关键因素，极大制约了酯化反应的进行，同时影响酯化塔的汽液相负荷。因此，为了加快正向酯化反应速率，打破酯化反应平衡限制，需要大量的粗甲酯回流以带出酯化塔中积聚的水，因此极大降低了装置的生产能力，增加了单位甲酯产品能耗。表二 醋酸丁酯与水、丁醇在常压共沸时形成的二元组成及其共沸点
权利要求
1.一种制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，其特征在于包括醋酸甲酯反应段、闪蒸段和醋酸丁酯酯化反应精馏工段；于醋酸甲酯反应段中，醋酸与甲醇进入甲酯酯化釜进行酯化反应，反应后一部分酯化釜液经采出进入闪蒸段进行分离，闪蒸塔塔顶蒸出物为醋酸甲酯和少量水，蒸出物接入甲酯再沸器后的插管，闪蒸塔塔底采出物料为不含或含有少量醋酸甲酯的醋酸与水的混合物料；该混合物料与原料丁醇经加热后通入醋酸丁酯酯化釜进行醋酸丁酯酯化反应，实现耦合生产。
2.根据权利要求I所述的制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，其特征在于于醋酸甲酯反应段使用的酯化釜的釜液酸度要求保持在509^80%，反应温度控制在7(TlO(rC;闪蒸塔的塔内温度控制在60°C 70°C，闪蒸塔的塔顶温度控制在50°C飞(TC。
3.根据权利要求I所述的制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，其特征在于所述的醋酸丁酯反应段的酯化釜的釜液酸度保持在209^50%，反应温度控制在110°C ^130°C,闪蒸塔的塔内温度控制在100°C 120°C，闪蒸塔的塔顶温度控制在80°C 100°C。
4.根据权利要求I所述的制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，其特征在于所述的闪蒸塔的塔底采出的混合物料酸度保持在709^85%，闪蒸塔的温度控制在IOO0C 120°c，闪蒸塔的塔顶温度控制在60°C 85°C，混合物料中的醋酸甲酯的含量控制在1%以下。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，其特征在于所述的醋酸与甲醇的摩尔比控制在I. 5: f 3:1，混合物料与丁醇的摩尔比控制在I.5 :1 2. 5:1。
全文摘要
本发明公开了一种制备醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产工艺，包括醋酸甲酯反应段、闪蒸段和醋酸丁酯酯化反应精馏工段；于醋酸甲酯反应段中，醋酸与甲醇进入甲酯酯化釜进行酯化反应，反应后一部分酯化釜液经采出进入闪蒸段进行分离，闪蒸塔塔顶蒸出物为醋酸甲酯和少量水，蒸出物接入甲酯再沸器后的插管，闪蒸塔塔底采出物料为不含或含有少量醋酸甲酯的醋酸与水的混合物料；该混合物料与原料丁醇经加热后通入醋酸丁酯酯化釜进行醋酸丁酯酯化反应。从而实现醋酸甲酯与醋酸丁酯的耦合生产，达到加强甲酯酯化反应、降低产品能耗的目的。
文档编号C07C69/14GK102701968SQ20121019811
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者叶四华, 张浩宁, 朱宏文, 汪尚飞, 赵楚榜 申请人:江门天诚溶剂制品有限公司