专利名称：：一种生产乙酸正丁酯的工艺方法及装置的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及一种制备乙酸正丁酯的装置与方法，具体是指采用反应精馏与隔壁塔技术，通过乙酸甲酯与正丁醇酯交换反应制备乙酸正丁酯的装置与方法。
背景技术：
：乙酸正丁酯是一种常用的化学原料，广泛应用于化工、制药、制革、塑料及香料等行业。常作为优良的有机溶剂和萃取剂用在各种石油加工和制药过程中，也可用作香料复配及香味剂的成分。目前工业上生产乙酸正丁酯的方法主要是以浓硫酸为催化剂，以冰醋酸与正丁醇为原料，通过间歇反应制得。这种工序存在严重的不足，主要表现为催化剂浓硫酸催化同时，也会使反应物与产品发生一定的脱水与氧化，给产品的精制和原料的回收利用带来困难*,催化剂与产品不能直接分离，需要后续的水洗和碱中和工序来去除催化剂，同时还会产生大量的废水；浓硫酸对设备的腐蚀也特别严重，而且间歇操作，设备的生产能力低。因此替代催化剂得到广泛研究，中国专利CN1061901C提供了一种生产乙酸正丁酯的负载型固体酸催化剂，该催化剂以金属硫酸盐，金属卤化物和金属氧化物作为活性组分，以硅胶，硅铝胶，分子筛，高岭土，硅藻土或酸性白土为载体，在醋酸与正丁醇反应生成乙酸正丁酯中，具有很高的选择性和活性；中国专利CN1107136A提供了一种连续催化精馏生产乙酸正丁酯的方法及设备，设备包括了反应精馏塔、冷凝器、分相器、再沸器及其他设备，其工艺方法为乙酸与正丁醇逆流进料，在反应精馏塔反应段发生反应，产物在塔底提馏段得到分离并得到较纯的乙酸正丁酯产品，未反应的反应物、水以及少量的乙酸正丁酯经塔顶冷凝器冷凝进入分相器，析出水分后重新进入反应精馏塔循环使用。酯交换法也是一种具有较好前景的生产乙酸正丁酯方法，其利用聚乙烯醇生产过程中的副产物乙酸甲酯与正丁醇酯交换反应生产乙酸正丁酯。而乙酸甲酯与正丁醇的酯交换反应是个可逆反应，且在反应体系中会形成甲醇-乙酸甲酯、正丁醇-乙酸正丁酯两种共沸物，给生产与分离带来极大的困难。中国专利CN101219950A提供了一种利用乙酸甲酯与正丁醇在催化精馏塔里发生酯交换反应生产乙酸正丁酯与甲醇的方法，采用了大孔强酸性阳离子交换树脂或者分子筛催化剂，提高了反应转化率，也克服了设备腐蚀问题，但没有提供进一步分离产品方法，产物中存在共沸物，不利后续分离。
发明内容本发明的目的是提供一种利用酯交换反应得到高纯度乙酸正丁酯的工艺方法及反应精馏隔壁塔装置。本发明所采用的装置为反应精馏隔壁塔，即在常规反应精馏塔内垂直方向上设置一块从塔中部延伸到塔中上部的隔壁(6)，隔壁(6)右侧底部封闭，将塔内空间分为五部分区域(1)是公共精馏段，理论塔板数为515;区域(2)为精馏段，理论板数为1020;区域(3)为侧线提馏段，理论板数为520;区域(4)是反应段，理论塔板数为1020;区域(5)是提馏段，理论塔板数为515。隔壁为偏心或中心设置，使精馏段(2)与侧线提馏段(3)的横截面积比为1:120:1。反应精馏隔壁塔为板式塔、填料塔或者两者的任意组合，其中填料是高效丝网填料，如BX-500型，CY-700型，还可以是散堆填料，如三角螺旋填料。本发明工艺方法新鲜的乙酸甲酯(8)经混合器(10)与返回物流(9)混合后的物流(11)由反应段(4)底部进料，正丁醇(7)由反应段(4)顶部进料，在反应段(4)进行逆流接触生成乙酸正丁酯与甲醇，产物经提馏段(5)分离，在提馏段(5)塔釜得到质量纯度达99.5%以上的乙酸正丁酯(16)。产物经精馏段(2)分离，在公共精馏段(1)顶部形成的乙酸甲酯与甲醇共沸物由塔顶馏出，经全凝器(14)冷却，部分作为回流打入塔内，部分与乙酸甲酯进料(8)在混合器(10)混合后，重新进入反应段(4)底部，循环使用。隔壁(6)顶部的液相按照1:120:1的质量分配比例分别进入精馏段(2)和侧线提馏段(3)，在侧线提馏段(3)塔釜得到质量纯度达98.5%以上的甲醇(15)。本发明操作过程中，正丁醇与乙酸甲酯的进料摩尔比为1:1，塔顶温度为5080°C，反应段(4)温度为60100'C，提馏段(5)塔釜温度为U0140。C,侧线提馏段(3)底部温度为6080。C。塔的操作压力为0.050.5MPa，塔顶采用全凝器(14)冷却，回流比为1.05.0。隔壁(6)顶部的液相进入精馏段(2)与进入侧线提馏段(3)的质量比为1:15:1。反应所采用催化剂为酸性阳离子交换树脂，如D001型、NKC-9型、Amberlyst15，或分子筛催化剂，如HZSM-5型分子筛，反应的转化率达99%以上。本发明的优势本发明不仅克服了传统工艺中设备易腐蚀、产品难分离和操作不连续的弊端，还进一步简化了现有工艺流程，并将酯交换反应、产品分离与提纯集成到同一个塔内，得到高纯度产品的同时，大大减少了设备投资与操作费用。图1反应精馏隔壁塔流程示意图。图中，l公共精馏段，2精馏段，3侧线提馏段，4反应段，5提馏段，6隔壁，7正丁醇进料，8乙酸甲酯进料，9返回物流，IO液体混合器，ll混合物流，12,13再沸器，14全凝器，15甲醇产品，16乙酸正丁酯产品具体实施方案下面借助于实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例。实例1:如图1所示，塔直径为2800mm，塔高27450mm。精馏段(2)与侧线提馏段(3)的横截面积之比为17.8:1，整塔各段均釆用塔板，各塔段的实际板数如表1所示，其中反应段(4)所采用的催化剂为阳离子交换树脂Amberlyst15，乙酸甲酯与正丁醇的进料摩尔比为1:1，隔壁(6)顶部的液相进入反应段(4)与进入侧线提馏段(3)的质量比为2.46:1，塔顶回流比为2.4。各物流的流量以及质量分数如表l所示，塔顶温度为54.rC，反应段(4)温度为68.689.3'C，提馏段(5)塔釜温度为126.rC，侧线提馏段(3)底部温度64.5'C，操作压力为0.1MPa。表1各塔段实际板数以及各物流参数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实例2:如图l所示，塔直径为2600mm，塔高21350mm。精馏段(2)与侧线提馏段(3)的横截面积之比为8.4:1。反应段(4)采用塔板，实际板数为18板，其他所有塔段均采用BX500型填料，其中公共精馏段(1)填料层高度为3000mm;精馏段(2)填料层高度为4000mm;反应段(4)侧线提馏段(3)填料层高度为2500mm;提馏段(5)填料层高度为1750mm。反应段(4)所采用的催化剂为阳离子交换树脂NKC-9，乙酸甲酯与正丁醇的进料摩尔比为1:1，隔壁(6)顶部的液相进入精馏段(4)与进入侧线提馏段(3)的液相质量比为1.47:1,塔顶回流比为2.7。各物流的流量以及产品的质量分数如表2所示，塔顶温度为53.8°C，反应段(4)温度为69.880.rC，提馏段(5)塔釜温度为124.5'C，侧线提馏段(3)塔釜温度62.8'C，操作压力为0.08MPa。表2各物流的流量以及质量分数<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实例3:如图1所示，塔直径为1400mm,塔高18500mm。精馏段(2)与侧线提馏段(3)的横截面积之比为13.6:1,整塔各段均采用AX-250型填料，各塔段的高度分布公共精馏段(1)填料层高度为3000mm;精馏段(2)填料层高度为4000mm;侧线提馏段(3)填料层高度为2500mm;反应段(4)填料层高度为3750mm:提馏段(5)填料层高度为1750mm。反应段(4)所采用的催化剂为HZSM-5型分子筛催化剂，乙酸甲酯与正丁醇的进料摩尔比为1:1，隔壁(6)顶部的液相进入反应段(4)与进入侧线提馏段(3)的液相质量比为2.26:1，塔顶回流比为2.4:1。各物流的流量以及产品的质量分数如表3所示，塔顶温度为55.8。C，反应段(4)温度为81.087.4。C，提馏段(5)塔釜温度为129.1。C，侧线提馏段(3)塔釜温度66.2卩，操作压力为0,2MPa。表3各物流的流量以及质量分数<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种乙酸正丁酯合成的装置，包括反应精馏隔壁塔(17)、全凝器(14)、再沸器(12，13)、混合器(10)及其它辅助设备。反应精馏隔壁塔(17)内部设置一块垂直隔壁(6)，隔壁(6)从塔的中部延伸到塔的中上部，隔壁(6)右侧底部封闭。反应精馏隔壁塔塔内空间分为五个区域区域(1)是公共精馏段，区域(2)是精馏段，区域(3)是侧线提馏段，区域(4)是反应段，区域(5)是提馏段。2.如权利要求l中所述装置，其特征是隔壁(6)为中心设置或偏心设置，使精馏段(2)与侧线提馏段(3)的横截面积比为1:120:1。3.如权利要求1所述的装置，其特征是反应精馏隔壁塔(17)可以是板式塔、填料塔或者两者的任意组合。4.一种乙酸正丁酯合成的工艺方法，其特征是在如权利要求1中所述的反应精馏隔壁塔(17)内合成乙酸正丁酯并进行分离与提纯，过程的具体步骤如下a)原料乙酸甲酯(8)经混合器(10)与返回物流(9)混合，混合物流(11)由反应段(4)底部进入塔内，原料正丁醇(7)由反应段(4)顶部进入塔内，在反应段(4)逆流接触进行酯交换反应，生成乙酸正丁酯与甲醇。b)反应产物甲醇的一部分与未反应的乙酸甲酯经精馏段(2)分离，在公共精馏段(1)形成共沸物，经全凝器(14)冷却，部分作为回流打入塔内，部分抽出，并与进料乙酸甲酯在混合器(10)混合，循环使用。c)反应产物甲醇的另一部分与未反应完全的乙酸甲酯由公共精馏段(1)进入侧线提馏段(3)分离，乙酸甲酯返回公共精馏段(1)重新分离，并在侧线提馏段(3)底部得到甲醇产品(15)。d)反应产物乙酸正丁酯与未反应完全的正丁醇经提馏段(5)分离，未反应的正丁醇重新进入反应段(4)参与反应，并在提馏段(5)底部得到乙酸正丁酯产品(16)。5.如权利要求4所述的工艺方法，进料正丁醇与乙酸甲酯摩尔比为1:1。6.如权利要求4所述的工艺方法，其特征是隔壁(6)顶部的液相进入精馏段(2)与进入侧线提馏段(3)的质量比为1:15:1。7.如权利要求4所述的工艺方法，其特征是反应段(4)采用的催化剂为酸性阳离子交换树脂或者分子筛催化剂。8.如权利要求4所述的工艺方法，塔顶温度为508(TC，反应段(4)温度为60100'C，提馏段(5)塔釜温度为110140°C，侧线提馏段(3)底部温度为6080'C。反应精镏隔壁塔(17)的操作压力为0.050.5MPa，塔顶回流比为1.05.0。全文摘要本发明涉及一种利用反应精馏隔壁塔生产乙酸正丁酯的工艺方法及装置。其特点是在常规的精馏塔内垂直方向上设置一块从塔的中部延伸到中上部的隔板，隔板右侧底部封闭，从而将精馏塔内部空间分成不同功能的五个区域，其中乙酸甲酯与正丁醇在区域(4)反应段反应生成乙酸正丁酯和甲醇，产物经其它各区域的分离作用，在区域(5)提馏段底部得到质量纯度达99.5％以上的乙酸正丁酯产品，并在区域(3)侧线提馏段底部副产质量纯度达98.5％以上的甲醇。该装置充分发挥了反应精馏与隔壁塔的优势，使酯交换反应、产品的分离与提纯在一个塔里实现，简化了现有工艺流程，大大降低了能耗和设备投资。文档编号C07C67/02GK101367723SQ20081014005公开日2009年2月18日申请日期2008年9月18日优先权日2008年9月18日发明者孙兰义,张月明,军李,李青松,郭晓燕申请人:中国石油大学(华东)