一种合成乙酸烷基酯的工艺方法技术

一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，涉及一种酯交换路线合成乙酸烷基酯的工艺方法，该工艺以乙酸甲酯和多种烷基醇为原料，以均相氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的的氧化镁（固态）为催化剂，通过反应‑精馏、低沸混合物分离、高压精馏、常压精馏和产物精馏分离等过程得到纯度高于99.9%的乙酸烷基酯，副产纯度达到99.9%的甲醇。与传统乙酸和各种烷基醇酯化法生产乙酸烷基酯相比，新工艺具有不采用带水剂、强酸催化剂、完全不产生废水、过程绿色环保，生产能耗低；整体工艺过程最高温度低于160℃，操作压力均为常压或低真空度，整体对设备管道选材要求不苛刻，设备投资成本低等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
一种合成乙酸烷基酯的工艺方法
本专利技术涉及一种多种乙酸酯的合成方法，特别是涉及一种通过酯交换路线合成各种乙酸烷基酯的工艺方法。
技术介绍
乙酸酯是一类重要的有机化工产品，常用作溶剂和香料，可用于合成香料、化妆品、食品及饲料添加剂、表面活性剂、防腐防霉剂、橡胶及塑料的增塑剂、制药工业中的原料和中间体等，常见的乙酸酯类包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、乙酸苄酯等。乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。陈酒很好喝，就是因为酒中含有乙酸乙酯。乙酸乙酯具有果香味。因为酒中含有少量乙酸，和乙醇进行反应生成乙酸乙酯。因为这是个可逆反应，所以要具有长时间，才会积累导致陈酒香气的乙酸乙酯。乙酸丙酯可以用作食用香料、化妆品香料；也可用于喷漆、塑料及有机物合成等，是一种快干剂，主要用作弹性版和凹版印刷油墨；还用作硝酸纤维素、氯化橡胶和热反应性酚醛塑料等天然树脂及人造树脂的溶剂；在气相色谱中也能作定性、定量的标准物质。乙酸正丁酯是一种基础的酯类化工原料，具有十分广泛的用途。由于乙酸正丁酯具有适中的挥发度、良好的渗透性，因此可应用于作为药物吸收的促进成分；具有果香气味，可用于制备各类香料、调料；具有良好的溶解性，可用于溶解各类聚酯类物质和作为萃取剂用于乙醇-丙醇等的萃取分离反应；乙酸正丁酯作为一种优良的多功能有机溶剂，还可用于人造皮革的生产，汽车涂料、飞机机翼涂料、聚氨酯漆和硝基纤维素漆等的合成和用于金属表面涂料的溶解清除。近年来，随着普通民众环保意识的逐步增强和环保法规的严格实行，人们更倾向利用乙酸正丁酯作为甲苯、二甲苯等有毒有害溶剂的良好替代品，因此其市场前景广阔。传统乙酸酯的生产工艺是以乙酸和各种醇为原料，采用浓硫酸作催化剂，苯或者甲苯为带水剂，典型有机酸和醇的酯化工艺。该工艺缺点如下：(1)浓硫酸的氧化性和强脱水性易导致一系列副反应，影响产品的质量；(2)反应产物的后处理要经过碱中和以及水洗等工序，比较复杂困难，同时产生大量废液，污染环境；(3)原料乙酸以及催化剂浓硫酸对设备腐蚀严重，导致设备投资较大；（4）采用大量带水剂导致生产能耗高等诸多缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种酯交换合成乙酸烷基酯的工艺方法，该工艺以乙酸甲酯和多种烷基醇为原料，以均相氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的非均相氧化镁为催化剂，通过反应精馏和产物分离等过程得到多种乙酸烷基酯目标产品，副产甲醇。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，所述方法包括以下工艺步骤（以乙酸正丙酯合成为例，乙酸甲酯过量）：（1）原料过量乙酸甲酯和正丙醇首先在含有氢氧化钠催化剂的反应釜或装填有固态氧化镁催化剂的固定床预反应器中发生反应；（2）预反应器中生成的液态混合物进入反应-精馏塔或装填有非均相催化剂的反应-精馏塔进一步反应，塔顶采出乙酸甲酯和甲醇共沸物；（3）乙酸甲酯和甲醇共沸物可经高-低压精馏分离，乙酸甲酯循环至反应原料，甲醇为副产物；（4）反应-精馏塔釜产物经第二精馏塔分离，塔顶乙酸甲酯以及少量乙酸正丙酯和正丙醇混合物循环至反应原料，塔釜产物进入第三精馏塔；（5）第三精馏塔顶得到纯度高于99.9%的乙酸正丙酯。一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，所述方法包括以下工艺步骤（以合成乙酸正丙酯为例，正丙醇过量）：（1）原料乙酸甲酯和过量正丙醇首先含有氢氧化钠的反应釜或装填有固态氧化镁催化剂的固定床预反应器中发生反应；（2）预反应器中生成的液态混合物进入反应-精馏塔或装填有非均相催化剂的反应-精馏塔进一步反应，塔顶采出乙酸甲酯和甲醇共沸物；（3）乙酸甲酯和甲醇共沸物可经高-低压精馏分离，乙酸甲酯循环至反应原料，甲醇为副产物；（4）而后反应-精馏塔顶采出甲醇副产物；（5）反应-精馏塔釜产物经第二精馏塔分离，塔顶分离正丙醇-乙酸正丙酯共沸产物，塔釜正丙醇循环至反应原料；（6）正丙醇-乙酸正丙酯经高-低压精馏分离以及产品精馏塔分离，得到乙酸正丙酯产品。一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，所述方法包括以下工艺步骤（以合成乙酸正丙酯为例，初始正丙醇过量的间歇工艺）：（1）原料乙酸甲酯和过量正丙醇在反应-精馏塔塔釜反应；（2）反应-精馏塔塔顶分离丙酸甲酯-甲醇共沸物以及甲醇；（3）塔釜间歇补充乙酸甲酯，对应塔顶间歇采出产物，循环2-5过程，直至反应-精馏塔釜正丙醇基本反应完全；（4）反应-精馏塔釜混合物过滤催化剂后，输送至产品精馏塔，塔顶采出乙酸正丙酯。所述原料为乙酸甲酯（纯度大于99%）和各种烷基醇，包括正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、正辛醇以及苄醇等，其进料摩尔比为1:5-5:1。所述催化剂为均相的氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的非均相氧化镁。所述工艺过程包括反应釜或固定床预反应器、装填有固态催化剂的反应精馏塔、低沸产物精馏塔、高压精馏塔和产品精馏塔等关键设备。所述反应釜或固定床预反应器反应温度为50-120℃。所述反应-精馏塔为反应同时进行精馏，塔顶采出乙酸甲酯-甲醇共沸物。所述乙酸甲酯-甲醇共沸物可通过高-低压分离得到乙酸甲酯和甲醇。所述烷基醇-乙酸烷基酯共沸物通过高-低压分离得到乙酸烷基酯和烷基醇。所述甲醇为副产物，多种乙酸烷基酯为目标产物，其他低乙酸烷基酯含量的混合物均可循环至预反应器重新参与反应。本专利技术的优点与效果是：1.本专利技术利用乙酸甲酯和各种烷基醇为原料生产乙酸烷基酯，不采用带水剂、强酸催化剂、不产生废水、过程绿色环保，生产能耗低；2.本专利技术的工艺过程最高温度低于160℃，操作压力均为常压或低真空度，不采用强酸催化剂，整体对设备管道选材要求不苛刻，设备投资成本低；3.本专利技术的工艺基本无副产物生成，产品乙酸烷基酯纯度达到99.9%以上，副产品甲醇纯度达到99.9%。附图说明图1为本专利技术乙酸甲酯过量的工艺流程实施例示意图一；图2为本专利技术正丙醇过量的工艺流程实施例示意图二；图3为本专利技术塔釜间歇补充乙酸甲酯的工艺流程实施例示意图三。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术以乙酸甲酯和各种烷基醇为原料，以均相氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的固态氧化镁为催化剂，通过反应精馏和产物分离等过程得到多种高纯度高于99.9%的乙酸烷基酯产品，副产纯度达到99.9%的甲醇。本专利技术的具体工艺过程是：原料乙酸甲酯和各种烷基醇首先在反应釜或固定床预反应器内，在含有氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的氧化镁催化剂作用下发生反应，反应温度40-100℃。预反应后的液态混合物经泵送至反应-精馏塔，直接在反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，其特征在于，所述方法包括以下工艺步骤：/n（1）原料乙酸甲酯和多种烷基醇在含催化剂的反应釜或装填有非均相催化剂的固定床预反应器中发生反应；/n（2）预反应器中生成的液态混合物进入反应-精馏塔或装填有非均相催化剂的反应-精馏塔进一步反应，塔顶离出乙酸甲酯-甲醇共沸物；/n（3）反应-精馏塔顶乙酸甲酯-甲醇共沸物通过高-低压分离，乙酸甲酯循环至反应原料，甲醇为副产物；/n（4）反应-精馏塔釜产物经精馏分离低沸混合物后，送至产品精馏塔精馏得到乙酸烷基酯产品；/n（5）或反应-精馏塔釜产物经精馏分离烷基醇-乙酸烷基酯的共沸产物，再经高-低压精馏分离后得到乙酸烷基酯产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，其特征在于，所述方法包括以下工艺步骤：
（1）原料乙酸甲酯和多种烷基醇在含催化剂的反应釜或装填有非均相催化剂的固定床预反应器中发生反应；
（2）预反应器中生成的液态混合物进入反应-精馏塔或装填有非均相催化剂的反应-精馏塔进一步反应，塔顶离出乙酸甲酯-甲醇共沸物；
（3）反应-精馏塔顶乙酸甲酯-甲醇共沸物通过高-低压分离，乙酸甲酯循环至反应原料，甲醇为副产物；
（4）反应-精馏塔釜产物经精馏分离低沸混合物后，送至产品精馏塔精馏得到乙酸烷基酯产品；
（5）或反应-精馏塔釜产物经精馏分离烷基醇-乙酸烷基酯的共沸产物，再经高-低压精馏分离后得到乙酸烷基酯产品。


2.根据权利要求1所述的一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，其特征在于，所述原料为乙酸甲酯（纯度大于99%）和多种烷基醇，包括正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、正辛醇以及苄醇，其进料摩尔比为1:5-5:1。


3.根据权利要求1所述的一种合成乙酸烷基酯的工艺方法，其特征在于，所述催化剂均相的氢氧化钠或过量碳酸钠沉淀法制备的固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，许光文，乔越微，王玉鑫，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21