本发明专利技术公开了一种催化合成丙酸甲酯的方法，选用吡啶硫酸氢盐、咪唑硫酸氢盐、吡啶对甲苯磺酸、咪唑对甲苯磺酸、咪唑类磷酸氢盐的离子液或对甲苯磺酸为催化剂，将催化剂和丙酸混合均匀放于反应釜中，油浴加热反应釜，当釜液达到一定温度后连续加入丙酸和甲醇的混合物开始酯化反应，通过精馏塔精馏得到丙酸甲酯。本发明专利技术可以避免用硫酸做催化剂时强酸性对设备的腐蚀性，降低了工业投资成本。催化剂的利用率较高，酯化反应收率能达到93%以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
丙酸甲酯一般常用作生产纤维素、涂料及香料调味品的溶剂，还用作多种有机合成反应的中间体。近年来，随着MMA工艺的发展，开发了以丙酸甲酯为原料，同甲醛在催化剂条件合成MMA的工艺，成为丙酸甲酯的一种新应用。传统的丙酸甲酯合成工艺一般以硫酸为催化剂，丙酸和甲醇直接酯化合成丙酸甲酯。硫酸具有很强的酸性及氧化性，对设备的材料、设计要求都有很高的要求。尽管有人通过酸性离子树脂为固定相催化剂，通过气-固反应合成丙酸甲酯，但是，由于其首先将反应物变成气态，能耗较高，气-固接触面积不均勻，受工艺的限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供。为解决上述技术问题，本专利技术包括以下步骤(1)按重量比取150-250份丙酸、1. 5-15份的催化剂混合均勻置于精馏塔的反应釜中， 催化剂为吡啶硫酸氢盐、咪唑硫酸氢盐、吡啶对甲苯磺酸、咪唑对甲苯磺酸、咪唑类磷酸氢盐的离子液、对甲苯磺酸中的一种以上，丙酸为工业级丙酸。催化剂为上述离子液体或对甲苯磺酸中的一种或多种的混合物，催化剂混合物中各组分按任意比例混合。(2)搅拌并用油浴加热所述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为120-160°C， 待所述丙酸和催化剂的混合物温度上升到100-140°C时，按重量份称取80-120份甲醇和148-277份丙酸，甲醇和丙酸的摩尔比为1:0. 8-1，将二者混合均勻，调节进料流速为 0. 4-0. 8mL/min连续向反应釜中进料，甲醇为工业级的甲醇，维持釜内温度在102_106°C之间。(3)当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加甲醇，甲醇的流速为0. 1-0. 3ml/min，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物。(4)待塔顶出现冷凝液后，全回流20-40min。(5)控制回流比为3-5，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置。最佳回流比为4。(6)从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯。(7)待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到140-170°C，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到100-140°C时，将导热油温度调回到120-160°C，继续进料，重复步骤(5)和步骤(6)，得到丙酸甲酯，直到进料完成。采用上述技术方案所产生的有益效果在于(1)可以避免用硫酸做催化剂时强酸性对设备的腐蚀性，降低了工业投资成本。(2)由于本申请的催化剂为液态，反应属于均相反应，催化剂的利用率较高，酯化反应收率能够达到93%以上。具体实施例方式实施例1 (1)称取200g工业级丙酸、12g的吡啶硫酸氢盐离子液体混合均勻置于精馏塔的反应釜中。(2)搅拌并用油浴加热上述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为130°C，待上述丙酸和催化剂的混合物温度上升到120°C时，称取IOOg甲醇和231g丙酸，将二者混合，通过调节流速在0. 8mL/min连续向反应釜中进料，维持釜内温度在104°C。(3)当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加上述甲醇，甲醇的流速为0. 2ml/min，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物。(4)待塔顶出现冷凝液后，全回流30min。(5)控制回流比为4，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置。 (6)从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯。(7)待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到150°C，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到120°C时，将导热油温度调回到130°C，继续进料，重复步骤(5)和步骤(6)，得到丙酸甲酯，直到进料完成。丙酸甲酯的总收率为94%。实施例2 (1)称取150g工业级丙酸、1. 5g的对甲苯磺酸混合均勻置于精馏塔的反应釜中。(2)搅拌并用油浴加热上述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为120°C，待上述丙酸和催化剂的混合物温度上升到100°c时，称取80g甲醇和185g丙酸，将二者混合，通过调节流速在0. 4mL/min连续向反应釜中进料，维持釜内温度在102°C。(3)当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加上述甲醇，甲醇的流速为0. lml/min，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物。(4)待塔顶出现冷凝液后，全回流20min。(5)控制回流比为3，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置。(6)从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯。(7)待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到140°C，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到100°C时，将导热油温度调回到120°C，继续进料，重复步骤(5)和步骤(6)，得到丙酸甲酯，直到进料完成。丙酸甲酯的总收率为93. 5%。实施例3 (1)称取250g工业级丙酸、IOg咪唑对甲苯磺酸离子液体和5g吡啶对甲苯磺酸离子液体混合均勻置于500ml的精馏塔的反应釜中。(2)搅拌并用油浴加热上述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为160°C，待上述丙酸和催化剂的混合物温度上升到140°C时，称取120g甲醇和277g丙酸，将二者混合，通过调节流速在0. 6mL/min连续向反应釜中进料，维持釜内温度在102°C。(3)当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加上述甲醇，甲醇的流速为0. 3ml/min，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物。(4)待塔顶出现冷凝液后，全回流40min。(5)控制回流比为5，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置。(6)从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯。(7)待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到160°C，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到170°C时，将导热油温度调回到160°C，继续进料，重复步骤(5)和步骤(6)，得到丙酸甲酯，直到进料完成。丙酸甲酯的总收率为94. 5%。实施例4 (1)称取150g工业级丙酸、1. 5g的对甲苯磺酸混合均勻置于500ml的精馏塔的反应釜中。(2)搅拌并用油浴加热上述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为120°C，待上述丙酸和催化剂的混合物温度上升到100°c时，称取80g甲醇和148g丙酸，将二者混合，通过调节流速在0. 4mL/min连续向反应釜中进料，维持釜内温度在102°C。(3)当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加上述甲醇，甲醇的流速为0. lml/min，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物。(4)待塔顶出现冷凝液后，全回流20min。(5)控制回流比为3，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置。(6)从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯。(7)待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到140°C，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到100°C时，将导热油温本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种催化合成丙酸甲酯的方法，其特征在于包括以下步骤：（１）按重量比取１５０－２５０份丙酸、１．５－１５份的催化剂混合均匀置于精馏塔的反应釜中，催化剂为吡啶硫酸氢盐、咪唑硫酸氢盐、吡啶对甲苯磺酸、咪唑对甲苯磺酸、咪唑类磷酸氢盐的离子液、对甲苯磺酸中的一种以上，丙酸为工业级丙酸；（２）搅拌并用油浴加热所述丙酸和催化剂的混合物，导热油的温度为１２０－１６０℃，待所述丙酸和催化剂的混合物温度上升到１００－１４０℃时，按重量份称取８０－１２０份甲醇和１４８－２７７份丙酸，甲醇和丙酸的摩尔比为１：０．８－１，将二者混合均匀，调节进料流速为０．４－０．８ｍＬ／ｍｉｎ连续向反应釜中进料，甲醇为工业级的甲醇，维持釜内温度在１０２－１０６℃之间；（３）当反应釜釜液的液面大于反应釜高度的四分之三时，停止加入丙酸，只向釜内连续滴加甲醇，甲醇的流速为０．１－０．３ｍｌ／ｍｉｎ，直到液面低于反应釜高度的四分之三，继续加入所述丙酸和甲醇的混合物；（４）待塔顶出现冷凝液后，全回流２０－４０ｍｉｎ；（５）控制回流比为３－５，采出丙酸甲酯的混合物置于塔顶的分水器中静置；（６）从分水器底部采出水层，分水器上部采出丙酸甲酯；（７）待采出的丙酸甲酯的混合物在分水器中静置后不分层时，停止进料，同时提高导热油的温度到１４０－１７０℃，全采出，得丙酸甲酯，待釜液温度回升到１００－１４０℃时，将导热油温度调回到１２０－１６０℃，继续进料，重复步骤（５）和步骤（６），得到丙酸甲酯，直到进料完成。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪岗，张新志，张英伟，王灵清，杨洪庆，尹祖建，黄茂辉，云志强，李辉，张敏生，
申请(专利权)人：邢台旭阳煤化工有限公司，
类型：发明
国别省市：13
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