CN105968007A - 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法 - Google Patents

一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105968007A
CN105968007A CN201610526969.1A CN201610526969A CN105968007A CN 105968007 A CN105968007 A CN 105968007A CN 201610526969 A CN201610526969 A CN 201610526969A CN 105968007 A CN105968007 A CN 105968007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
methyl acetate
methanol
reaction
distillation column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610526969.1A
Other languages
English (en)
Inventor
许引
朱怀工
秦如浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Three Li Hubei Sweetgum Science And Technology Ltd
Original Assignee
Three Li Hubei Sweetgum Science And Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Three Li Hubei Sweetgum Science And Technology Ltd filed Critical Three Li Hubei Sweetgum Science And Technology Ltd
Priority to CN201610526969.1A priority Critical patent/CN105968007A/zh
Publication of CN105968007A publication Critical patent/CN105968007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/02—Esters of acyclic saturated monocarboxylic acids having the carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or to hydrogen
    • C07C69/12—Acetic acid esters
    • C07C69/14—Acetic acid esters of monohydroxylic compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法，该装置包括反应精馏塔和多个外挂式反应器，所述反应精馏塔从下至上分为甲醇分离段、多层反应段、萃取段和精馏段，所述多层反应段为多层塔板结构，每层塔板的反应段通过管道与对应的外挂式反应器循环连接；所述萃取段与多层反应段连通，并设有醋酸入口；所述精馏段的顶部还连接有冷凝器和回流罐；所述分离段设有甲醇入口，且分离段的底部循环连接有再沸器。本发明将反应和分离有机地结合起来，从而提高了反应速率，又抑制了逆反应的发生，有效地提高了转化率，从而实现了醋酸甲酯产品质量浓度的提升，可用于生产高纯度（97%以上）醋酸甲酯产品，具有简单、高效、经济效益显著等特点。

Description

一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法
技术领域
本发明属于能源化工技术领域，尤其涉及醋酸甲酯的生产装置和工艺方法。
背景技术
醋酸甲酯是一种重要的溶剂和有机化工原料，用于代替丙酮、丁酮、醋酸乙酯、环戊烷等，主要用途是作为硝基纤维素和醋酸纤维素的快干性溶剂，作为油漆涂料、人造革和香料制造的原料以及用作油脂萃取剂等；同时，高纯度醋酸甲酯可用于合成醋酸、醋酐、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和乙酰胺等。随着C1化工的发展，醋酸甲酯作为工业原料应用的需求量进一步增加。市场销售的醋酸甲酯浓度大多为90％～95％（质量分数，下同），高纯度醋酸甲酯（97%以上）的市场价格比较昂贵，具有很大的经济价值。甲醇和醋酸在酸性催化剂作用下即可生成醋酸甲酯，反应的条件比较温和，但由于醋酸甲酯、甲醇、水间会形成二元或三元恒沸物，所以通过常规方法很难制得高纯度的醋酸甲酯。工业上常规生产高纯度醋酸甲酯需要用到1个反应器和9个精馏塔。常规工艺的主要缺点是：
(l)醋酸甲酯的合成是可逆反应，受化学平衡限制，反应转化率低。
(2)醋酸甲酯与水，醋酸甲酷与甲醇，醋酸甲酯、甲醇、水三者分别形成与醋酸甲酯沸点接近的共沸物，难于分离，产品精制系统十分复杂。
(3)系统中有大量未反应的甲醇与醋酸需循环，分离流程复杂，设备投资大，能耗高。
为解决上述存在的问题，研究采用反应精馏技术合成醋酸甲酯的工艺代替传统的工艺将有重大的意义。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法，能得到97%以上浓度的醋酸甲酯产品，具有转化率高，分离效率高，生产设备投资小，生产成本低等特点。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置，包括反应精馏塔和多个外挂式反应器，所述反应精馏塔从下至上分为甲醇分离段、多层反应段、萃取段和精馏段，所述多层反应段为多层塔板结构，每层塔板之间通过上升管联通，每层塔板的反应段通过管道与对应的外挂式反应器循环连接；所述萃取段与多层反应段连通，并设有醋酸入口；所述精馏段的顶部还连接有冷凝器和回流罐；所述分离段设有甲醇入口，且分离段的底部循环连接有再沸器。
作为优选，所述反应精馏塔的底部还连接有甲醇回收塔。
作为优选，所述甲醇入口与最底层的反应段入口连接。
本发明还提供了一种基于上述装置的高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，包括以下步骤：
（1）甲醇送入最下层的外挂式反应器，在催化剂的作用下与从萃取段进入的醋酸反应生成醋酸甲酯，生成的醋酸甲酯和水的共沸物在塔板液相反应体系中在56±2℃温度下气化分离并从上升管进入上层塔板反应段，直到进入反应精馏塔的萃取段；
（2）与此同时，通过再沸器循环加热甲醇分离段的物料，使甲醇气化上升进入反应段各层的反应塔板；
（3）进入萃取段的醋酸甲酯和水的共沸物在萃取段与醋酸发生萃取反应，然后经过精馏段精馏得到醋酸甲酯产品。反应精馏塔底部才储物经气提分离后，水从塔底排出，甲醇向上进入反应段，继续参与酯化反应，从而有效提高原料甲醇的转化率。
作为优选，甲醇的进入温度为40±2℃，精馏段的出口温度为56±2℃。
作为优选，从所述反应精馏塔塔底的出料还经过甲醇回收塔回收甲醇循环使用。
作为优选，所述原料醋酸的进料浓度为95%以上，原料甲醇的进料浓度为99%以上，且甲醇与醋酸的进料比为1.2～1.6:1。
有益效果：与现有技术相比，本发明主要采用反应精馏将反应过程和分离过程有机地结合起来，反应物在反应的同时与产物分离。通过提高反应物在反应器中的浓度，从而提高了反应速率，又使产物及时离开反应器而抑制了逆反应的发生，有效地提高醋酸甲酯合成反应的转化率，从而实现了醋酸甲酯产品质量浓度的提升。本发明可用于生产高纯度（97%以上）醋酸甲酯产品，该方法具有简单、高效、经济效益显著等特点。
附图说明
图1为本发明所述醋酸甲酯的生产工艺装置结构示意图。
其中，反应精馏塔1、再沸器2、冷凝器3、回流罐4、外挂式反应器5、甲醇回收塔6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图1所示，本发明的高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，将反应过程和分离过程有机地结合起来，反应物在反应的同时与产物分离。这既提高了反应物在反应器中的浓度，从而提高了反应速率，又使产物及时离开反应器而抑制了逆反应的发生，有效地提醋酸甲酯合成反应的转化率，从而实现了醋酸甲酯产品质量浓度的提升。具体工艺过程如下
（1）反应原料醋酸自反应精馏塔中上部进入，甲醇自中下部进入，进料温度为40℃左右。采用强酸型阳离子交换树脂为催化剂。
（2）反应精馏塔的中上部为萃取段，从反应段顶部来的醋酸甲酯及其共沸物进入萃取段，醋酸在萃取段既是反应物也是萃取剂，作为反应物醋酸与甲醇反应，生成醋酸甲酯。
（3）反应精馏塔的中部甲醇与来自萃取段的醋酸主要经行酯化反应。由于酯化反应是在液相中进行。因此设计了外挂式反应器来得到高的持液量。在催化剂的作用下，在反应塔外挂反应器中经行酯化反应，生成水和醋酸甲酯。
（4）反应精馏塔的下部主要分离反应生成的水和未反应原料甲醇和混合物，经气提分离后，水从塔底排出，甲醇向上进入反应段，继续参与酯化反应，从而有效提高原料甲醇的转化率。
反应精馏塔下部主要进行甲醇与反应生成水的分离，通过再沸器甲醇蒸汽不断上升参与酯化反应；而塔釜出料温度为100℃左右，进入甲醇回收塔，甲醇循环使用，废水排出。
在精馏段，主要是分离醋酸甲酯和原料醋酸，得到纯度的醋酸价值，出料温度为56℃左右。本发明的一个创新点在于：反应精馏段的中部为多层反应段，每层塔板均为反应层，并通过管道与对应的外挂反应器循环连接，通过将反应层的反应液相送入外挂反应器中进行反应，保持了酯化反应的液相持液量，酯化反应后的液相回到反应塔板时一边反应一边控制反应层的温度使产物醋酸甲酯率先从液相反应体系中分离出来气化进入上层塔板，这样液相中醋酸甲酯的浓度就小于平衡组成，从而打破了化学平衡的限制。使得酯化反应向生成醋酸甲酯的方向进行。与此同时，由于醋酸是从反应段上部进入，上层的醋酸含量较大，在参与酯化反应的同时也是萃取剂，在醋酸中的溶解度比其在醋酸甲酯中的溶解度更大，这样MeOAc/H2O中的H2O优先溶解到醋酸中，打破了共沸组成，使得复杂的共沸物得到了有效的分离。
本发明设计的外挂反应器为酯化反应的发生场所，由于产物醋酸甲酯的沸点低于原料甲醇和醋酸，生成的醋酸甲酯率先从塔板的液相反应体系中分离出来，气化进入上层塔板，这样液相中醋酸甲酯的浓度就小于平衡组成，从而打破了化学平衡的限制。使得酯化反应向生成醋酸甲酯的方向进行。
作为优选方案，原料甲醇的进料浓度为99%以上，wt%。优选进料浓度为99%、99.2%、99.5%、99.7%；原料甲醇和醋酸的进料比为(1.2～1.6) :1, 优选1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1；最终塔顶醋酸甲酯产品质量分数大于97%，可达97.5%、98%、98.5%、99%、99.5。
实施例：甲醇的进料质量流量为2135.6kg/hr，醋酸的进料质量流量为3364.9kg/hr，采用BHS II 型高效填料和强酸型阳离子交换树脂为催化剂，通过计算及工业应用实践的回归，得到T1塔塔径为1.2m，通过反应精馏塔的外挂反应器中进行酯化反应，生成的醋酸甲酯率先从塔板的液相反应体系中分离出来，气化进入上层塔板，通过萃取段的提浓与分离，打破共沸体系，使得反应平衡不断向着醋酸甲酯的方向进行，同时塔顶连续采出醋酸甲酯产品，其质量分数达到99%以上，wt%。

Claims (7)

1.一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置，其特征在于：包括反应精馏塔和多个外挂式反应器，所述反应精馏塔从下至上分为甲醇分离段、多层反应段、萃取段和精馏段，所述多层反应段为多层塔板结构，每层塔板之间通过上升管联通，每层塔板的反应段通过管道与对应的外挂式反应器循环连接；所述萃取段与多层反应段连通，并设有醋酸入口；所述精馏段的顶部还连接有冷凝器和回流罐；所述分离段设有甲醇入口，且分离段的底部循环连接有再沸器。
2.根据权利要求1所述高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置，其特征在于：所述反应精馏塔的底部还连接有甲醇回收塔。
3.根据权利要求2所述高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置，其特征在于：所述甲醇入口与最底层的反应段入口连接。
4.一种基于权利要求1～3任一所述装置的高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）甲醇送入最下层的外挂式反应器，在催化剂的作用下与从萃取段进入的醋酸反应生成醋酸甲酯，生成的醋酸甲酯和水的共沸物在塔板液相反应体系中在56±2℃温度下气化分离并从上升管进入上层塔板反应段，直到进入反应精馏塔的萃取段；
（2）与此同时，通过再沸器循环加热甲醇分离段的物料，使甲醇气化上升进入反应段各层的反应塔板；
（3）进入萃取段的醋酸甲酯和水的共沸物在萃取段与醋酸发生萃取反应，然后经过精馏段精馏得到醋酸甲酯产品。
5.根据权利要求4所述高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，其特征在于：甲醇的进入温度为40±2℃，精馏段的出口温度为56±2℃。
6.根据权利要求4所述高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，其特征在于：从所述反应精馏塔塔底的出料还经过甲醇回收塔回收甲醇循环使用。
7.根据权利要求4所述高纯度醋酸甲酯的生产工艺方法，其特征在于：所述原料醋酸的进料浓度为95%以上，原料甲醇的进料浓度为99%以上，且甲醇与醋酸的进料比为1.2～1.6:1。
CN201610526969.1A 2016-07-06 2016-07-06 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法 Pending CN105968007A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610526969.1A CN105968007A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610526969.1A CN105968007A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105968007A true CN105968007A (zh) 2016-09-28

Family

ID=56954010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610526969.1A Pending CN105968007A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105968007A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108976127A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 中国石油化工股份有限公司 一种乙酸环己酯制备以及分离环己烷和乙酸的方法和系统
CN109369396A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 福州大学 一种直接酯化法制备高纯乙二醇二乙酸酯的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101306994A (zh) * 2008-06-18 2008-11-19 河北工业大学 生产高纯度醋酸甲酯的工艺方法和装置
CN101691325A (zh) * 2009-09-28 2010-04-07 中国石化集团南京设计院 羰基化制醋酐的所需原料的制备方法及装置
US20120078004A1 (en) * 2010-09-23 2012-03-29 Fruchey Olan S Acrylic Acid from Lactide and Process
CN102690186A (zh) * 2012-06-12 2012-09-26 天津大学 乙酸甲酯水解隔板反应精馏塔及其操作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101306994A (zh) * 2008-06-18 2008-11-19 河北工业大学 生产高纯度醋酸甲酯的工艺方法和装置
CN101691325A (zh) * 2009-09-28 2010-04-07 中国石化集团南京设计院 羰基化制醋酐的所需原料的制备方法及装置
US20120078004A1 (en) * 2010-09-23 2012-03-29 Fruchey Olan S Acrylic Acid from Lactide and Process
CN102690186A (zh) * 2012-06-12 2012-09-26 天津大学 乙酸甲酯水解隔板反应精馏塔及其操作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108976127A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 中国石油化工股份有限公司 一种乙酸环己酯制备以及分离环己烷和乙酸的方法和系统
CN109369396A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 福州大学 一种直接酯化法制备高纯乙二醇二乙酸酯的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110114336A (zh) 酯组合物制备系统及使用其的酯组合物制备方法
CN101481307B (zh) 一种从反应产物中分离出乙酸和乙酸仲丁酯的方法
CN101328119B (zh) 一种乙酸甲酯的合成工艺方法及其装置
CN104761429B (zh) 一种生产碳酸二甲酯和乙二醇的方法
CN101357887A (zh) 一种乙酸乙酯的合成工艺方法及其装置
CN104529763A (zh) 反应精馏隔壁塔合成甲酸乙酯的工艺及其设备
CN102134191B (zh) 一种催化精馏生产乙酸乙酯的工艺方法
CN105801408B (zh) 一种生产高纯丙烯酸正丁酯的反应精馏装置及方法
Zheng et al. Simulation study of direct hydration of cyclohexene to cyclohexanol using isophorone as cosolvent
CN205821214U (zh) 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置
CN105968007A (zh) 一种高纯度醋酸甲酯的生产工艺装置和方法
CN105753649B (zh) 一种从巯基乙酸异辛酯生产过程的废溶剂中回收异辛醇的方法
CN105669445B (zh) 醋酸乙酯的生产工艺
CN106892798B (zh) 制备二氯丙醇的方法
Souza et al. Glycerol esterification with acetic acid by reactive distillation using hexane as an entrainer
CN101979365B (zh) 一种连续制备二氯丙醇的方法
CN112851507A (zh) 一种乙醇合成甲基丙烯酸甲酯的工艺
CN103772185A (zh) 一种醋酸中水分及杂酸脱除的装置及方法
CN103373919A (zh) 聚乙烯醇生产中醇解废液的分离回收方法及设备
CN109942357A (zh) 一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺
CN102924275B (zh) 一种pva生产中醇解废液精制方法及其试验装置
CN109646977B (zh) 一种反应精馏耦合塔及其在制备甲酸中的应用
CN108329207B (zh) 一种利用催化蒸馏技术生产脂肪酸甲酯的装置和方法
CN207375972U (zh) 一种1,10-癸二醇连续化生产系统
CN201372256Y (zh) 一种合成二元羧酸酯的釜式高效酯化反应装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160928