带产物分离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，反应后的产物混合物送入共沸精馏塔，加入共沸剂，共沸精馏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂或共沸剂与部分乙酸仲丁酯回流入共沸精馏塔塔顶，携带少量共沸剂的乙酸仲丁酯进入精制塔，在精制塔中精馏后得到乙酸仲丁酯，共沸精馏塔塔底物料可循环回反应系统。本发明专利技术具有反应转化率高、分离精制工序简单、成本小、能耗低、原料利用率高等优点。

Process for the preparation of SEC butyl acetate with a product separation process

The invention relates to a product separation process of 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, the reaction section is filled with a the catalyst, 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, reaction product mixture into the azeotropic distillation column, adding entrainer, azeotropic distillation tower distillation from natural stratification, azeotropic agent or azeotropic agent and SEC butyl acetate into the azeotropic distillation column, carry a small amount of azeotropic agent into butyl acetate secondary refining tower in distillation refining tower in obtained after secondary butyl acetate, azeotropic distillation The material at the bottom of the tower can be recycled back to the reaction system. The present invention has the advantages of high reaction conversion rate, simple separation and refining 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Ct (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C4 (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Q (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，但对于该反应所得产物混合物的分离，该专利中仅提及利用蒸馏 就可将乙酸仲丁酯从产物混合物中分离出来，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Q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。
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 一种带产物分离工艺的制备乙酸 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 沸剂进行共沸精馏，共沸精镏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂或共沸剂与部分乙酸仲丁 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；共沸剂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1(TC以上的物质。上述技术方案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 9(TC，优选50 70。C;反应段中部温度为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O.卜lO.Ohr-1。上述乙酸与混合C4反应后的产物混合物中主要含有乙酸仲丁酯、乙酸、微量的混合 C4及轻组分(个别情形下检测不到)，上述乙酸与丁烯反应后的产物混合物中主要含有乙酸仲丁酯、乙酸及微量的丁烯，同时在这两类反应过程中还会产生少量的烃类聚合物及 其他物质。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C4 (或丁烯)的酯化反应与未反应混合Q及轻组分(或丁烯)的分馏可以同时进 行。未反应的混合Q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，可省去除去混合C4及轻组分(或丁烯)的工序，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。共沸精馏过程中选用一种共沸剂，所述共沸剂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10。C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。本专利技术优选水作为共沸剂。用水作为共沸剂时，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控制在100 13(TC，优选105 125。C。 如温度高于130。C，则乙酸易进入塔顶；如温度低于10(TC，乙酸仲丁酯与共沸剂的共沸 物则不能有效蒸到塔顶。共沸精馏塔塔顶温度应控制布75 100°C，优选78 9(TC。乙 酸仲丁酯与共沸剂从共沸精馏塔塔顶蒸出后，经冷却，乙酸仲丁酯与共沸剂自然分层。 共沸剂或共沸剂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U2 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，优选不低于88'C。通 过精制塔的精馏得到高纯度的乙酸仲丁酯。共沸精馏过程中，从共沸精馏塔下部采出馏分包括乙酸、少量共沸剂和/或乙酸仲丁 酯，底部采出的馏分可直接循环回反应系统进行再利用，也可直接外排回收。与现有技术相比，本专利技术的优点在于(1)采用催化蒸馏工艺进行乙酸和混合C4(或 丁烯)的酯化反应，不设用于除去未反应混合C4及轻组分(或丁烯)的闪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带产物分离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，共沸精馏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂或共沸剂与部分乙酸仲丁酯回流入共沸精馏塔塔顶；携带少量共沸剂的乙酸仲丁酯进入精制塔，在精制塔中精馏后得到乙酸仲丁酯；共沸剂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。

【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]