一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法技术

本发明专利技术公开了一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，乙醇和乙酸再沸后进入酯化釜在催化剂的存在下进行酯化反应，反应产物进入酯化塔分离，气相自塔顶馏出冷凝后经分层罐分层分离出粗乙酸乙酯，所述的乙醇经蒸发汽化后进入原料渗透汽化透水膜组件脱水后再送入酯化釜与乙酸反应，所述粗乙酸乙酯经蒸发汽化后进入酯化渗透汽化透水膜组件脱水后再分成两部分，一部分回流酯化塔作为带水剂，另一部分进入精制塔中进行精制，获得纯化的乙酸乙酯。本发明专利技术采用渗透汽化膜法脱除原料乙醇和酯化塔顶粗酯的水分，不受共沸限制，不引入第三组分，保证收率和产品纯度，工艺过程简单，连续操作，且能耗低。

Synthesis of ethyl acetate by membrane separation and dehydration

The invention discloses an ethyl acetate synthesis method using membrane separation and dehydration. After the reboiling of ethanol and acetic acid, the esterification reactor is esterified in the presence of the catalyst, and the reaction products are separated into the esterification tower, and the gas phase is separated by stratified tank after the distillation of the tower, and the ethanol is evaporated by vaporization. After being dehydrated, the pervaporation membrane module was dehydrated into the esterification autoclave and reacted with acetic acid. The crude ethyl acetate was vaporized into the esterification pervaporation membrane module and then divided into two parts. A part of the reflux esterification tower was used as a water agent and the other part was refined in the refining tower to be purified. Ethyl acetate. The invention adopts the pervaporation membrane method to remove the moisture of raw ethanol and esterified top crude ester, without the azeotropic limit, without introducing third components, ensuring the yield and product purity, simple process, continuous operation, and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法
本专利技术涉及乙酸乙酯的合成方法，具体涉及一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法。
技术介绍
乙酸乙醋是一种重要的有机化工原料，可用于制造乙酰胺、乙酰乙酸酯等，作为工业溶剂，可用于油漆涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产并在香精香料、医药、高级油墨、火胶棉、硝化纤维、染料等行业广泛应用。酯化合成是乙酸乙酯的传统生产方法，在浓硫酸的催化作用下，乙醇和乙酸在酯化釜中反应，以乙酸乙酯-乙醇-水三元共沸物的形式从酯化塔顶蒸出，根据反应生成的酯水量与共沸物中酯水量来看，反应生成的酯是不能完全带走水分的，实际生产中为了提高带水效果，常常是共沸物在酯化塔顶冷凝冷却后，上层一部分粗酯回流到塔中带水，另一部分到精制塔精制提纯，下层水相到回收塔脱水回收。由于乙酸乙酯-水-乙醇三元共沸物中水分含量(约9wt.％)与常温下部分互溶的含水量(约5-6wt％)相差较小，回流酯的带水能力较差，导致酯化塔的回流比较大，通常在3-5之间，而且原料乙醇中，本身是95％乙醇或者其他含水量较大的乙醇，带入釜中的水分较多，需要更多的粗酯回流；再者，进入精制塔的粗酷中水含量比较高，为保证塔釜采出产品中不含有水和乙醇，塔顶粗酯的回流量也较高，另外，为降低乙醇的消耗，从精制塔顶采出的含有乙酸乙酯、乙醇和水的混合物中分离出的有机相回到酯化塔釜继续参加反应，导致一部分水在酯化塔和精制塔中循环，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法。该方法通过控制原料及酯化塔顶粗酯水分，减少反应系统中的水分，促进反应向正方形进行，提高乙酸乙酯收率以及产品纯度，降低能耗。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，乙醇和乙酸再沸后进入酯化釜在催化剂的存在下进行酯化反应，反应产物进入酯化塔分离，气相自塔顶馏出冷凝后经分层罐分层，分离出粗乙酸乙酯，所述粗乙酸乙酯一部分回流酯化塔作为带水剂，另一部分进入精制塔中进行精制，获得纯化的乙酸乙酯，其特征在于，所述的乙醇经蒸发汽化后进入原料渗透汽化透水膜组件脱水后再送入酯化塔与乙酸反应，所述粗乙酸乙酯经蒸发汽化后进入酯化渗透汽化透水膜组件脱水和乙醇后再分成两部分分别回流酯化塔及精制塔。在脱水时，原料渗透汽化透水膜组件和酯化渗透汽化透水膜组件的料液侧压力0.1-0.3MPa，渗透压侧压力600-3500Pa。所述渗透汽化透水膜组件采用的材料为陶瓷膜，由硅酸盐、SiO2、Al2O3、Na2O中的一种或两种以上的组合制备而成。渗透汽化透水膜组件利用被分离蒸汽混合物中各组分分子半径的性质达到分离的目的，分类过程不受组分气液平衡限制，能够以较低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难以完成的分离任务。所述原料渗透汽化透水膜组件包括由列管式排列的数个渗透汽化膜管组成的膜组。作为一个实施例，所述渗透汽化膜组个数为6个以上，每个渗透汽化膜组面积为7cm2。所述酯化渗透汽化透水膜组件包括由列管式排列的数个渗透汽化膜管组成的膜组。作为一个实施例，所述渗透汽化膜组个数为10个以上，每个渗透汽化膜组面积为20cm2。所述酯化反应的温度为103-110℃。所述精制塔中的釜温78-82℃。本专利技术还包括污水处理工序：将来自原料渗透汽化透水膜组件和酯化渗透汽化透水膜组件中的污水、精制产生的污水收集于污水罐中，然后送入污水处理装置中进行回收处理。本专利技术的目的之二是提供一种能够实现上述方法的节能降耗的乙酸乙酯合成工艺系统。具体地，一种节能降耗的乙酸乙酯合成工艺系统，包括按照工艺进程走向依次连接的原料供给装置、酯化反应装置、精制装置和产品罐，所述原料供给装置包括酯醇原料罐、脱水酯醇罐和乙酸罐，所述酯化反应装置包括按反应进程依次连接的酯化再沸器、酯化釜、酯化塔、酯化冷凝器和酯化分层罐，所述脱水酯醇罐和乙酸罐分别与酯化再沸器连接，其特征是，所述酯醇原料罐和脱水酯醇罐之间设置依次连接的原料蒸发器和原料渗透汽化透水膜组件；所述酯化分层罐后设置依次连接的酯化蒸发器和酯化渗透汽化透水膜组件，所述酯化渗透汽化透水膜组件的料液侧的出料口经两条管路分别与酯化塔塔顶回流口和精制装置进料口连接。所述原料渗透汽化透水膜组件包括由外壳以及在外壳内列管式排列的数个渗透汽化膜管组成的膜组。所述渗透汽化膜组个数为6个以上，每个渗透汽化膜组面积为7cm2。所述酯化渗透汽化透水膜组件包括由外壳以及在外壳内列管式排列的数个渗透汽化膜管组成的膜组。所述渗透汽化膜组个数为10个以上，每个渗透汽化膜组面积为20cm2。所述精制装置包括精制塔、与精制塔塔底连接的精制再沸器、与塔顶连接的精制冷凝器和精制分层罐，所述精制塔的塔底出料口与产品罐连接，所述精制分层罐上部的有机相出料口经两条管路分别与精制塔塔顶回流口和酯醇原料罐连接。本专利技术还包括污水回收装置，所述原料渗透汽化透水膜组件和酯化渗透汽化透水膜组件的渗透侧的出料口分别通过冷凝装置与污水回收装置连接，所述精制分层罐下部的水相出料口与污水回收装置连接，从而对工艺过程中产生的废水进行统一回收处理。所述污水回收装置包括污水罐和污水回收塔，所述原料渗透汽化透水膜组件和酯化渗透汽化透水膜组件的渗透侧的出料口分别通过冷凝装置与污水罐的进水口连接，所述精制分层罐下部的水相出料口与污水罐的进水口连接，所述污水罐出水口与污水回收塔的进水口连接，将回收的污水送入污水回收塔中进行处理，所述污水回收塔塔顶连接回收冷凝器和回收分层罐，所述回收分层罐上部的有机相出口与和酯醇原料罐连接，其下部的排水口与污水回收塔塔顶回流口连接。所述真空装置包括冷凝器、冷凝液缓冲罐以及真空泵，所述冷凝器出水口与污水罐连接，所述冷凝介质缓冲罐的进料口分别与冷凝器出料口连接，所述真空泵与冷凝介质缓冲罐连接。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用渗透汽化膜法脱除原料乙醇和酯化塔顶粗酯的水分，不受共沸限制，不引入第三组分，保证收率和产品纯度，工艺过程简单，连续操作，且能耗低。(2)通过渗透汽化法脱除原料乙醇和酯化塔顶粗酯的水分，大大减少了反应精馏和精制过程中的回流量，提高产品的产量。附图说明图1是本专利技术应用的乙酸乙酯合成工艺系统。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。本实施案例在以本专利技术技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于以下的实施例。如图1所示的乙酸乙酯合成工艺系统是本专利技术的实施例，由按照工艺进程走向依次连接原料供给装置、酯化反应装置、精制装置、污水处理装置和产品罐20。原料供给装置由酯醇原料罐1、原料蒸发器2、原料渗透汽化透水膜组件3、脱水酯醇罐4和乙酸罐5构成。酯醇原料罐1、原料蒸发器2和原料渗透汽化透水膜组件3和脱水酯醇罐4依次连接，来自酯醇原料罐1的乙醇经过原料蒸发器2蒸发汽化后进入原料渗透汽化透水膜组件3渗滤，脱除水分后进入脱水酯醇罐4中存放。脱水酯醇罐4和乙酸罐5的出料口与酯化反应装置的进料口连接。酯化反应装置由酯化再沸器11、酯化釜10、酯化塔12、酯化冷凝器13、酯化分层罐14、酯化蒸发器15、酯化渗透汽化透水膜组件16依次连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，乙醇和乙酸再沸后进入酯化釜在催化剂的存在下进行酯化反应，反应产物进入酯化塔分离，气相自塔顶馏出冷凝后经分层罐分层分离出粗乙酸乙酯，其特征在于，所述的乙醇经蒸发汽化后进入原料渗透汽化透水膜组件脱水后再送入酯化塔与乙酸反应，所述粗乙酸乙酯经蒸发汽化后进入酯化渗透汽化透水膜组件脱水后再分成两部分，一部分回流酯化塔作为带水剂，另一部分进入精制塔中进行精制，获得纯化的乙酸乙酯。

【技术特征摘要】
1.一种利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，乙醇和乙酸再沸后进入酯化釜在催化剂的存在下进行酯化反应，反应产物进入酯化塔分离，气相自塔顶馏出冷凝后经分层罐分层分离出粗乙酸乙酯，其特征在于，所述的乙醇经蒸发汽化后进入原料渗透汽化透水膜组件脱水后再送入酯化塔与乙酸反应，所述粗乙酸乙酯经蒸发汽化后进入酯化渗透汽化透水膜组件脱水后再分成两部分，一部分回流酯化塔作为带水剂，另一部分进入精制塔中进行精制，获得纯化的乙酸乙酯。2.根据权利要求1所述利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，其特征在于，在脱水时，原料渗透汽化透水膜组件和酯化渗透汽化透水膜组件的料液侧压力0.1-0.3MPa，渗透压侧压力600-3500Pa。3.根据权利要求1所述利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，其特征在于，所述渗透汽化透水膜组件采用的材料为陶瓷膜，由硅酸盐、SiO2、Al2O3、Na2O中的一种或两种以上的组合制备而成。4.根据权利要求1所述利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，其特征在于，所述原料渗透汽化透水膜组件包括由列管式排列的数个渗透汽化膜管组成的膜组。5.根据权利要求4所述利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，其特征是，所述渗透汽化膜组个数为6个以上，每个渗透汽化膜组面积为7cm2。6.根据权利要求1所述利用膜分离脱水的乙酸乙酯合成方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家龙，
申请(专利权)人：肇庆市稳固化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44