带产物分离和回收工艺的制备乙酸仲丁酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种带产物分离和回收工艺的制备乙酸仲丁酯的方法，其特征在于：反应在由一个塔釜、一个提馏段、一个反应段、一个精馏段和一个塔顶回流冷凝器组成的催化蒸馏塔中进行，反应段中装填催化剂，乙酸和混合Ｃ↓［４］或丁烯在催化剂表面逆流接触并进行反应，未反应的混合Ｃ↓［４］或丁烯从催化蒸馏塔塔顶蒸出，产物混合物送入共沸精馏塔，并加入一种能与乙酸仲丁酯形成共沸物的共沸剂ａ，共沸精馏塔塔顶馏出物进入精制塔，精馏后得到乙酸仲丁酯；共沸精馏塔下部采出馏分送入酸浓缩塔，加入一种能与共沸剂ａ形成共沸物的共沸剂ｂ，经再次共沸精馏后，循环回反应系统。本发明专利技术具有分离工序简化、成本小、能耗低、原料利用率高等优点。

Process for the preparation of SEC butyl acetate with product separation and recovery processes

The invention relates to a product of separation and recovery technology of the preparation method of SEC butyl acetate, which is characterized in that the reaction was carried out in a catalytic distillation tower is composed of a tower, a stripping section, a reaction section, a rectifying section and a reflux condenser, catalyst loading reaction in acetic acid and mixed C down 4 or butene contact and reaction in the surface of countercurrent catalyst, unreacted mixed C down 4 or butene from catalytic distillation tower distillation, the product mixture into the azeotropic distillation column, and add a and SEC butyl acetate azeotrope is formed boiling agent a, azeotropic distillation tower distillate into refining tower, distillation obtained after secondary butyl acetate; CO produced lower boiling distillation fraction into the acid concentration tower, adding a can and azeotropic agent a form azeotrope azeotropic agent b, After re azeotropic distillation, the reaction system is recycled. The invention has the advantages of simple separation process, small cost, low energy consumption and high utilization ratio of raw material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乙酸仲丁酯的制备方法，尤其涉及一种带产物分离和回收工艺的制 备乙酸仲丁酯的方法。
技术介绍
目前，利用乙酸和混合c4 (或丁烯)为原料，制备乙酸仲丁酯的方法，通常是在列 管式固定床反应器内进行酯化反应而得到。相对于传统工艺而言，以混合Q (或丁烯) 为原料，利用其与乙酸反应制备乙酸仲丁酯具有原料来源广且成本小、经济效益好、环 境友好等优点。美国专利US5457228公开了一种制备乙酸仲丁酯的方法，是将反应物料 乙酸和混合C4 (或丁烯)从列管式固定床反应器上部通入，包括未反应混合C4 (或丁烯)、 未反应乙酸和产物乙酸仲丁酯的产物混合物同时从反应器底部流出。产物混合物依次经 过循环泵和换热器后， 一部分产物混合物送去后面的分离工序，另一部分产物混合物作 为循环进料同新鲜进料一起送入反应器。此方法的不足在于(1)采用列管式固定床作 反应器，送去分离的那部分产物混合物一般需要先经过闪蒸塔，将未反应混合C4 (或丁 烯)从产物混合物中除去，因此加大了后续产物分离工艺的难度；且闪蒸塔温度、压力 均较高，能耗较高；(2)反应物料循环进反应器，使烯烃聚合倾向增加，影响产品提纯；(3)使用循环泵和换热器，增加了能耗。另外，利用乙酸与混合C4 (或丁烯)反应制备乙酸仲丁酯的分离精制工艺的研究报 道相对较少。虽然US5457228号美国专利公开了一种利用乙酸与1-丁烯和2-丁烯反应合 成乙酸仲丁酯的方法，但对于该反应所得混合产物的分离，该专利中仅提及利用蒸馏就 可将乙酸仲丁酯从混合产物中分离出来，但没有公布具体的分离方法，也没有公布经分 离后产品所达到的纯度。由于乙酸仲丁酯和乙酸的沸点很接近，利用简单的蒸馏方法很 难将乙酸仲丁酯和乙酸充分分离。而在申请号为200710200148X的中国专利申请中公开 了一种从乙酸与丁烯或混合C4反应后的混合物中分离乙酸仲丁酯的方法(1)乙酸与混 合C4反应后的混合物进入闪蒸塔，通过闪蒸从闪蒸塔顶脱除未反应的混合C4及轻组分;(2)闪蒸塔底产物进入共沸精馏塔，加入共沸剂a，通过共沸精馏将乙酸仲丁酯和乙酸 分离；(3)共沸精馏塔顶物料进入精制塔，通过精馏得到乙酸仲丁酯；(4)当从共沸精馏塔下部采出的乙酸含共沸剂a的量对反应的进行造成影响或对催化剂活性和使用寿命 造成影响时，共沸精馏塔下部物料进入酸浓縮塔，加入共沸剂b，经过再一次的共沸精馏， 将乙酸浓縮，乙酸经浓縮后循环利用；或当从共沸精馏塔下部采出的乙酸含共沸剂a 的量不会对反应的进行造成影响，也不会对催化剂活性和使用寿命造成影响时，共沸精 馏塔下部物料直接循环回反应系统再利用。该中国专利申请所公开的分离工艺仅适用于 采用列管式固定床反应器进行反应的产物分离，且工艺相对复杂，能耗较大。而在制备乙酸仲丁酯的现有技术中，将产物制备、产物分离、产物回收利用融于一 体的方法和工艺尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分离工序简化、成本小、 能耗低、原料利用率高的。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为 一种制备并精制乙酸仲丁酯的方 法，其特征在于反应在由一个塔釜、 一个提馏段、 一个反应段、 一个精馏段和一个塔顶 回流冷凝器组成的催化蒸馏塔中进行，反应段中装填一种催化剂，乙酸从催化蒸馏塔的 上部精馏段进入塔内，混合C4或丁烯从催化蒸馏塔的下部提馏段进入塔内，两者在催化 剂表面逆流接触并进行反应，未反应的混合C4或丁烯从催化蒸馏塔塔顶蒸出，反应后的 产物混合物从催化蒸馏塔塔底流出并送入共沸精馏塔；向共沸精馏塔中加入共沸剂a进 行共沸精馏，共沸精馏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂a或共沸剂a与部分乙酸仲丁酯 回流入共沸精馏塔塔顶，携带少量共沸剂a的乙酸仲丁酯从共沸精馏塔塔顶馏出后进入 精制塔，在精制塔中精馏后得到乙酸仲丁酯；共沸精馏塔下部采出馏分送入酸浓縮塔， 在酸浓缩塔加入共沸剂b进行共沸精熘后，以乙酸为主的底部采出物循环回反应系统再 利用；所述共沸剂a为任意一种能与乙酸仲丁酯形成共沸物，且其共沸点与乙酸的沸点 相差10'C以上的物质；所述共沸剂b为任意一种能与共沸剂a形成共沸物，且其共沸点 与乙酸的沸点相差IO'C以上的酯类物质或芳烃。上述技术方案是采用催化蒸馏塔进行乙酸和混合C4 (或丁烯)的酯化反应。该催化 蒸馏塔包括一个塔釜、 一个提馏段、 一个反应段、 一个精馏段和一个塔顶回流冷凝器。 所述催化蒸馏塔的反应段是指装填有催化剂的部分，催化剂可以为杂多酸或离子交换树 脂；精馏段指位于反应段以上、塔顶回流冷凝器以下的部分；提馏段指位于反应段以下、 塔釜以上的部分。上述催化蒸馏塔的操作条件为塔顶压力控制在0.30 1.20MPa，优选0.35 0.75MPa;塔顶温度控制在40 90°C，优选50 70°C;反应段中部温度控制在50 150°C， 优选60 120。C;塔釜温度控制在140 220°C，优选160 190°C;回流比为0.1 10;乙 酸和丁烯摩尔比为0.7 : 1 3.0 : 1;乙酸进料空速为0.1 10.0hr"。上述乙酸与混合C4反应后的混合产物中主要含有乙酸仲丁酯、乙酸、少量的混合 d及轻组分。上述乙酸与丁烯反应后的混合产物中主要含有乙酸仲丁酯、乙酸及少量的 丁烯。由于上述乙酸与混合C4 (或丁烯)的反应过程采用的是催化蒸馏工艺，乙酸和混 合Ci (或丁烯)的酯化反应与未反应混合C4及轻组分(或丁烯)的分馏可以同时进行。 未反应的混合C4及轻组分(或丁烯)直接从反应器中的催化蒸馏塔塔顶蒸出。因此在进 行后续的产物分离时，省去了现有技术中用于除去混合C4及轻组分(或丁烯)的闪蒸塔， 简化了生产工艺，减小了生产成本，降低了能耗。由于从催化蒸馏塔出来的反应混合物中还含有乙酸仲丁酯和未反应的乙酸，并且乙 酸仲丁酯和乙酸的沸点很接近，因此可采用共沸精馏的方法将乙酸仲丁酯和乙酸有效分 离。上述技术方案在共沸精馏过程中选用一种共沸剂a，所述共沸剂a是任意一种能与乙 酸仲丁酯形成共沸物，且其共沸点与乙酸的沸点相差l(TC以上的物质。根据公知技术， 当形成共沸物的物质种类确定后，其共沸组成为固定值，即共沸剂a与乙酸仲丁酯形成 共沸物的组成为固定值，按该组成比添加共沸剂a。本专利技术中优选水作为共沸剂a。用水 作为共沸剂a时，水按照水乙酸仲丁酯=1:4 (质量比)的比例添加。上述共沸精馏过程中，共沸精馏塔底部温度应控制在100 13(TC，优选105 125'C。 如温度高于130。C，则乙酸会进入塔顶；如温度低于10(TC，乙酸仲丁酯与共沸剂a的共 沸物则不能有效蒸到塔顶。共沸精馏塔塔顶温度应控制在75 100°C，优选78 90。C。 乙酸仲丁酯与共沸剂a从共沸精馏塔塔顶蒸出后，经冷却，乙酸仲丁酯与共沸剂a自然 分层。共沸剂a或共沸剂a与部分乙酸仲丁酯回流入共沸精馏塔塔顶，夹带少量共沸剂a 的乙酸仲丁酯从塔顶馏出后则进入精制塔。上述精制塔的底部温度宜控制在110 135°C，优选112 125°C。如温度高于135°C， 则有大量的乙酸仲丁酯蒸到塔顶，使产量降低；如温度低于11(TC，部分杂质不能从产物 中分离，降低了产品的质量。产品精制塔顶部温度应不低于85'C，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带产物分离和回收工艺的制备乙酸仲丁酯的方法，其特征在于：反应在由一个塔釜、一个提馏段、一个反应段、一个精馏段和一个塔顶回流冷凝器组成的催化蒸馏塔中进行，反应段中装填一种催化剂，乙酸从催化蒸馏塔的上部精馏段进入塔内，混合Ｃ↓［４］或丁烯从催化蒸馏塔的下部提馏段进入塔内，两者在催化剂表面逆流接触并进行反应，未反应的混合Ｃ↓［４］或丁烯从催化蒸馏塔塔顶蒸出，反应后的产物混合物从催化蒸馏塔塔底流出并送入共沸精馏塔；向共沸精馏塔中加入共沸剂ａ进行共沸精馏，共沸精馏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂ａ或共沸剂ａ与部分乙酸仲丁酯回流入共沸精馏塔塔顶，携带少量共沸剂ａ的乙酸仲丁酯从共沸精馏塔塔顶馏出后进入精制塔，在精制塔中精馏后得到乙酸仲丁酯；共沸精馏塔下部采出馏分送入酸浓缩塔，在酸浓缩塔中加入共沸剂ｂ进行共沸精馏后，以乙酸为主的底部采出物循环回反应系统再利用；所述共沸剂ａ为任意一种能与乙酸仲丁酯形成共沸物，且其共沸点与乙酸的沸点相差１０℃以上的物质，所述共沸剂ｂ为任意一种能与共沸剂ａ形成共沸物，且其共沸点与乙酸的沸点相差１０℃以上的酯类物质或芳烃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡先念，李华，
申请(专利权)人：湖南中创化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]