專利名稱：一種乙酸甲酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種乙酸甲酯的制備方法，屬于乙酸酯的制備。特別涉及一種適用于羰 基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯的制備方法。
背景技術(shù)：
乙酸酐作為生產(chǎn)乙酸纖維素的原料被大量使用。另外，作為合成藥物、香料和染料 化學(xué)品的重要原料，用量不斷增加。乙酸甲酯是羰基化生產(chǎn)乙酸酐的主要原料，在羰基合成 生產(chǎn)乙酸酐工藝中，與之配套生產(chǎn)的乙酸甲酯的工藝水平對于乙酸酐裝置的生產(chǎn)能力及經(jīng) 濟(jì)技術(shù)指標(biāo)起著重要作用。但現(xiàn)有技術(shù)乙酸酐裝置中的乙酸甲酯是以甲醇和乙酸為原料，通過酯化反應(yīng)生產(chǎn) 的，由于乙酸甲酯、甲醇和水形成二元或三元共沸物，給以甲醇和乙酸為原料制備乙酸甲酯 的工藝和裝置帶來不少麻煩，傳統(tǒng)工藝需要一個反應(yīng)釜和多個精餾塔。分離系統(tǒng)復(fù)雜，原 料轉(zhuǎn)化率低。改進(jìn)了的兩塔工藝，濃硫酸催化劑加入催化反應(yīng)精餾塔釜中，腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備 材質(zhì)要求高，使用壽命短，反應(yīng)原料須多次循環(huán)，分離耗能高、設(shè)備投資大的等問題，有待解 決。適用于羰基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯的制備方法，還尚未簡單報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種原料轉(zhuǎn)化率高， 分離效率好，設(shè)備投資省，使用壽命長，綜合能耗低的一種適用于羰基合成乙酸酐裝置的原 料乙酸甲酯的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，適用于作為羰基合成乙酸酐裝置的配套原料制備 方法，其特征在于以甲醇和乙酸為原料，催化劑、共沸劑存在下，采用設(shè)有預(yù)熱器2、酯化釜 3與裝有煙@式塔盤6的精餾塔5，以及雙腔溢流分相器13復(fù)合而成的酯化精餾操作系統(tǒng)； 設(shè)計(jì)預(yù)熱器2底部進(jìn)料、酯化釜2頂部滴加催化劑、精餾塔5頂部采出產(chǎn)品乙酸甲酯、側(cè)線 采出并分相，排出酯化反應(yīng)生成的水的工藝方法，工藝過程包括如下操作步驟①連續(xù)進(jìn)料，預(yù)熱酯化首先，在酯化釜3中加好由乙酸、催化劑、共沸劑組成的底料，補(bǔ)加的原料甲醇經(jīng) 原料甲醇進(jìn)料管線1，原料乙酸經(jīng)原料乙酸進(jìn)料管線19，以及來自精餾塔5塔釜的物料，經(jīng) 精餾塔釜料液循環(huán)管線11根據(jù)工藝需求，按照一定比例連續(xù)進(jìn)入預(yù)熱器2的底部，預(yù)熱后， 經(jīng)其頂部管線送入酯化釜3，催化劑經(jīng)催化劑加入管線4從酯化釜頂部加入，在酯化釜內(nèi)進(jìn) 行酯化反應(yīng)，其工藝條件控制如下預(yù)熱溫度。C 100 105酯化釜溫度。C 90 120 ；
②精餾，精餾塔頂采出乙酸甲酯 從酯化釜3頂流出的氣體經(jīng)出口管線20從精餾塔5的下側(cè)進(jìn)入，精餾塔頂溫控制在56 57°C，塔頂餾分經(jīng)冷凝器7冷凝后，進(jìn)入回流罐8，其中一部分作為精餾塔5的塔頂 部回流液，經(jīng)回流管線A9實(shí)現(xiàn)回流，另一部分經(jīng)產(chǎn)品采出管線10采出，送入乙酸甲酯成品 槽，備用；③側(cè)線采出分離，并排出酯化反應(yīng)生成的水側(cè)線采出餾分溫度控制在75 90°C之間，來自精餾塔5中部的煙囪式塔盤6的深 堰中的流出物，經(jīng)冷凝器B 12進(jìn)一步冷凝后，進(jìn)入雙腔溢流分相器13的分相腔16分相，上 層有機(jī)相越過隔板14，溢流到回流腔15，經(jīng)回流管線B 17全回流到精餾塔5中部的煙囪式 塔盤6下面的位置，進(jìn)入精餾塔；參與精餾分離；分相腔16下層水層，經(jīng)水相排出管線18去往回收系統(tǒng)，回收其中有用成份；④精餾塔釜液全部循環(huán)利用精餾釜5的釜液，經(jīng)精餾塔釜料液循環(huán)管線11流入預(yù)熱器2的底部，繼續(xù)參與酯 化反應(yīng)。本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到，下面是發(fā)明人公開的優(yōu)選的技術(shù)方 案本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，其所述之精餾塔5的理論塔板數(shù)是30 50塊。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之酯化反應(yīng)催化劑是硫酸或?qū)妆交撬?。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之酯化反應(yīng)催化劑是對甲苯磺酸，其用量為 反應(yīng)混合物總量的0. 1 10%。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之酯化反應(yīng)催化劑是對甲苯磺酸，其用量為 反應(yīng)混合物總量的2 6%。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之原料甲醇和乙酸的補(bǔ)加比例是等摩爾。 本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之精餾塔5的塔頂回流比保持酯化釜2中的 水份在總反應(yīng)物料量中所占重量比< 3%。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之共沸劑是從甲苯、二異丁基醚、乙酸正丁 酯、乙酸異丁酯、甲基異丁基酮中選擇出來的任意一種。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之共沸劑是乙酸正丁酯。本發(fā)明的乙酸甲酯的制備方法，所述之酯化釜2是搪玻璃反應(yīng)釜，精餾塔煙囪式 塔盤6的下部采用316L不銹鋼材質(zhì)，精餾塔煙囪式塔盤6的上部采用304L不銹鋼材質(zhì)。本發(fā)明公開的乙酸甲酯的制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果1.提供了一種原料轉(zhuǎn)化率高，分離效率好，設(shè)備投資省，使用壽命長，綜合能耗低 的一種適用于羰基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯的制備方法。2.酯化催化劑濃硫酸直接加入至酯化搪瓷釜中，解決了精餾塔的腐蝕問題，精餾 塔只需316L和304L不銹鋼材質(zhì)即可，與現(xiàn)有技術(shù)中采用的C-276或者內(nèi)襯C-276特種鋼 襯相比較，設(shè)備成本可節(jié)約投資二百萬元人民幣。3.精餾塔塔釜物料，不經(jīng)降溫，直接循環(huán)使用，每噸乙酸甲酸節(jié)約It低壓蒸汽， 50Kffh 電。4.制備的乙酸甲酯適合羰基合成乙酸酐裝置使用。



圖1是本發(fā)明的以甲醇和乙酸為原料制備乙酸甲酯的工藝流程示意圖，圖中I-原料甲醇進(jìn)料管線2-預(yù)熱器3-酯化釜4-催化劑加入管線5-精餾塔6-煙囪式塔盤7-冷凝器A8-回流罐9-回流管線A10-產(chǎn)品采出管線11-精餾塔釜料液出口管線12-冷凝器 B13-雙腔分相器14-隔板15-回流腔16-分相腔17-回流管線B18-水相排出管線19-原料乙酸進(jìn)料管線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1按照本發(fā)明的制備方法和步驟，制備適用于羰基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯①連續(xù)進(jìn)料，預(yù)熱酯化首先，在酯化釜3中加好由乙酸、乙酸正丁酯、硫酸組成的底料，補(bǔ)加的原料甲醇 經(jīng)原料甲醇進(jìn)料管線1，流量0. 76m3/小時，原料乙酸經(jīng)原料乙酸進(jìn)料管線19，流量Im3/小 時，以及來自精餾塔5塔釜的物料，經(jīng)精餾塔釜料液循環(huán)管線11根據(jù)工藝需求，按照一定比 例連續(xù)進(jìn)入預(yù)熱器2的底部，預(yù)熱后，經(jīng)其頂部管線送入酯化釜3，催化劑經(jīng)催化劑加入管 線4從酯化釜頂部加入，在酯化釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，其工藝條件控制如下預(yù)熱溫度。C103酯化釜溫度。C 90 ；②精餾，精餾塔頂采出乙酸甲酯從酯化釜3頂流出的氣體經(jīng)出口管線20從精餾塔5的下側(cè)進(jìn)入，精餾塔頂溫控制 在56°C，塔頂餾分經(jīng)冷凝器7冷凝后，進(jìn)入回流罐8，其中一部分作為精餾塔5的塔頂部回 流液，經(jīng)回流管線A 9實(shí)現(xiàn)回流，另一部分經(jīng)產(chǎn)品采出管線10采出，1.5m3/小時送入乙酸甲 酯成品槽，備用；
③側(cè)線采出分離，并排出酯化反應(yīng)生成的水側(cè)線采出餾分溫度控制在78°C之間，來自精餾塔5中部的煙囪式塔盤6的深堰中的流出物，經(jīng)冷凝器B 12進(jìn)一步冷凝后，進(jìn)入雙腔溢流分相器13的分相腔16分相，上層有 機(jī)相越過隔板14，溢流到回流腔15，經(jīng)回流管線B 17全回流到精餾塔5中部的煙囪式塔盤 6下面的位置，進(jìn)入精餾塔；參與精餾分離；分相腔16下層水層，經(jīng)水相排出管線18去往回收系統(tǒng)，回收其中有用成份；④精餾塔釜液全部循環(huán)利用精餾釜(5)的釜液，經(jīng)精餾塔釜料液循環(huán)管線11流入預(yù)熱器2的底部，繼續(xù)參與 酯化反應(yīng)。實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法和步驟，區(qū)別僅在于①催化劑采用對甲苯磺酸。②進(jìn)醋酸2m3/小時；甲醇1. 5m3/小時，控制預(yù)熱溫度為100°C，用低壓蒸汽進(jìn)行升 溫，酯化溫度90°C。③精餾塔中部餾分采出溫度75°C，④精餾塔頂溫57°C，采出乙酸甲酯3. 2m3/小時。
權(quán)利要求
1. 一種乙酸甲酯的制備方法，適用于作為羰基合成乙酸酐裝置的配套原料制備方法， 其特征在于以甲醇和乙酸為原料，催化劑、共沸劑存在下，采用設(shè)有預(yù)熱器(2)、酯化釜(3) 與裝有煙 式塔盤(6)的精餾塔(5)，以及雙腔溢流分相器(13)復(fù)合而成的酯化精餾操 作系統(tǒng)；設(shè)計(jì)預(yù)熱器(2)底部進(jìn)料、酯化釜(2)頂部滴加催化劑、精餾塔(5)頂部采出產(chǎn)品 乙酸甲酯、側(cè)線采出并分相，排出酯化反應(yīng)生成的水的工藝方法，工藝過程包括如下操作步 驟①連續(xù)進(jìn)料，預(yù)熱酯化首先，在酯化釜(3)中加好由乙酸、催化劑、共沸劑組成的底料，補(bǔ)加的原料甲醇經(jīng)原 料甲醇進(jìn)料管線(1)，原料乙酸經(jīng)原料乙酸進(jìn)料管線(19)，以及來自精餾塔(5)塔釜的物 料，經(jīng)精餾塔釜料液循環(huán)管線(11)根據(jù)工藝需求，按照一定比例連續(xù)進(jìn)入預(yù)熱器(2)的底 部，預(yù)熱后，經(jīng)其頂部管線送入酯化釜(3)，催化劑經(jīng)催化劑加入管線(4)從酯化釜頂部加 入，在酯化釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，其工藝條件控制如下預(yù)熱溫度。C 100 105酯化釜溫度。C 90 120 ；②精餾，精餾塔頂采出乙酸甲酯從酯化釜(3)頂流出的氣體經(jīng)出口管線(20)從精餾塔(5)的下側(cè)進(jìn)入，精餾塔頂溫 控制在56 57°C，塔頂餾分經(jīng)冷凝器(7)冷凝后，進(jìn)入回流罐(8)，其中一部分作為精餾塔 (5)的塔頂部回流液，經(jīng)回流管線A(9)實(shí)現(xiàn)回流，另一部分經(jīng)產(chǎn)品采出管線(10)采出，送入 乙酸甲酯成品槽，備用；③側(cè)線采出分離，并排出酯化反應(yīng)生成的水側(cè)線采出餾分溫度控制在75 90°C之間，來自精餾塔(5)中部的煙囪式塔盤(6)的深 堰中的流出物，經(jīng)冷凝器B(12)進(jìn)一步冷凝后，進(jìn)入雙腔溢流分相器(13)的分相腔(16)分 相，上層有機(jī)相越過隔板(14)，溢流到回流腔(15)，經(jīng)回流管線B(17)全回流到精餾塔(5) 中部的煙囪式塔盤(6)下面的位置，進(jìn)入精餾塔；參與精餾分離；分相腔(16)下層水層，經(jīng)水相排出管線(18)去往回收系統(tǒng)，回收其中有用成份；④精餾塔釜液全部循環(huán)利用精餾釜(5)的釜液，經(jīng)精餾塔釜料液循環(huán)管線(11)流入預(yù)熱器(2)的底部，繼續(xù)參與 酯化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之精餾塔(5)的理論塔板 數(shù)是30 50塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之酯化反應(yīng)催化劑是硫酸 或?qū)妆交撬帷?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之酯化反應(yīng)催化劑是對甲 苯磺酸，其用量為反應(yīng)混合物總量的0. 1 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之酯化反應(yīng)催化劑是對甲 苯磺酸，其用量為反應(yīng)混合物總量的2 6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之原料甲醇和乙酸的補(bǔ)加 比例是等摩爾。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之精餾塔(5)的塔頂回流比保持酯化釜⑵中的水份在總反應(yīng)物料量中所占重量比彡3%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之共沸劑是從甲苯、二異 丁基醚、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲基異丁基酮中選擇出來的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之共沸劑是乙酸正丁酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的乙酸甲酯的制備方法，其特征在于所述之酯化釜(2)是搪玻璃反 應(yīng)釜，精餾塔煙囪式塔盤(6)的下部采用316L不銹鋼材質(zhì)，精餾塔煙囪式塔盤(6)的上部 采用304L不銹鋼材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明是一種乙酸甲酯的制備方法、屬于乙酸酯的制備。特別涉及一種適用于羰基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯的制備方法。以甲醇和乙酸為原料，催化劑、共沸劑存在下，采用設(shè)有預(yù)熱器(2)、酯化釜(3)與裝有煙囪式塔盤(6)的精餾塔(5)，以及雙腔溢流分相器(13)復(fù)合而成的酯化精餾操作系統(tǒng)；設(shè)計(jì)預(yù)熱器(2)底部進(jìn)料、酯化釜(2)頂部滴加催化劑、精餾塔(5)頂部采出產(chǎn)品乙酸甲酯、側(cè)線采出并分相，排出酯化反應(yīng)生成的水的工藝方法。提供了一種原料轉(zhuǎn)化率高，分離效率好，設(shè)備投資省，使用壽命長，綜合能耗低的一種適用于羰基合成乙酸酐裝置的原料乙酸甲酯的制備方法。解決了設(shè)備材質(zhì)要求高，能耗高的問題。
文檔編號C07C67/54GK102001937SQ20101024009
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者張立省, 張超, 郇恒春 申請人:張超