[发明专利]生产羧酸和醇的方法

说明书

本发明涉及一种生产羧酸和醇的方法。更具体地讲，本发明涉及一种通过在酸催化剂存在下水解含有羧酸酯的液体得到主要由羧酸、醇、水及羧酸酯组成的反应产物液，再以一种工业上较为方便的方法精馏该反应产物液来生产羧酸和醇的方法。

在生产聚乙烯醇的一种常用方法中，以乙烯和乙酸作为原料进行的乙酸化反应可得到乙酸乙烯酯，乙酸乙烯酯进行聚合反应得到聚乙酸乙烯酯，聚乙酸乙烯酯在碱催化剂存在下与甲醇进行酯交换反应。得到的乙酸甲酯在酸催化剂存在下水解可得到乙酸和甲醇，未反应的乙酸甲酯可回收在水解反应中重复使用。

乙酸甲酯以乙酸和甲醇回收的方法在“poval．”(第109页、Polymer Society of Japan编辑、新修订版、April 1，1981)公开。这个方法将在以下作描述(参见图3)。皂化母液(主要成分为乙酸甲酯和甲醇)由皂化母液进料管17输送至A精馏塔18，分离为上层馏出液19(主要成分为乙酸甲酯和甲醇)和底层液20(主要成分为甲醇)。上层馏出液19与B精馏塔26的上层馏出液27的回流馏出液(以下将作描述)一起输送至抽提精馏塔21，水由抽提精馏塔21塔顶的抽提水进料管22输送进入，进行抽提精馏。

抽提精馏塔21的底层液23的主要成分为甲醇，将其与上述A精馏塔18的底层液一起输送至C精馏塔37，分离出甲醇馏出液38和底层液39(含乙酸钠盐等)。必要时对甲醇馏出液38进一步处理并以甲醇回收。抽提精馏塔21的上层馏出液为乙酸甲酯和水，通过乙酸甲酯进料管24输送至填充有离子交换树脂或其它酸催化剂的水解反应器25，得到反应产物液(主要由乙酸、甲醇、水和未反应的乙酸甲酯组成)。将反应产物液输送至B精馏塔26，分离出上层馏出液27(由乙酸甲酯和甲醇组成)和底层液28(由乙酸和水组成)。该上层馏出液27就是上述的回流馏出液，将该馏出液输送至抽提精馏塔21。在下文中，该混合物的成分主要是指主要成分，有关小量成分的描述将被省略。附图为设计简图，常用的重沸器、冷凝器、泵和其它附属设备均不作描述。

B精馏塔26的底层液28(由乙酸和水组成)被输送至抽提塔29的塔顶，乙酸酯、酮和其它溶剂由抽提塔的底部进料以抽提出乙酸。35为溶剂进料管，31是萃余液(主要成分为水)的接受管道。从抽提塔塔顶出来的抽提液30由乙酸、溶剂和水组成，将其输送入共沸精馏塔32(以上述溶剂作为共沸生成添加物)，乙酸从这个精馏塔的底部回收。36是乙酸的回收管道。共沸精馏塔32的上层馏出液为水和溶剂，该上层馏出液通过分离器33分离，这些溶剂通过上述溶剂进料管35循环回抽提塔中使用，水通过排水管34排出。

然而，上述先有技术的方法存在以下问题。那就是由于乙酸甲酯和水的水解反应的平衡常数很小，如在50℃时为0．14，所以其与温度的相关性也较小。因此当乙酸甲酯与水的摩尔比为1时进行水解反应时，乙酸甲酯的水解转化率最多仅为27％(摩尔)。由于如上面提到平衡常数的温度相关性非常小，因此即使提高反应温度也很难期望能提高水解的转化率。虽然提高水与乙酸甲酯的摩尔比可提高水解转化率，但是B精馏塔26的底层液的乙酸浓度将会降低，因此抽提塔29中用于浓缩乙酸的负荷也将增加。

因此对于先有技术的方法而言，需配备用于乙酸浓缩的抽提塔，并且当水与乙酸甲酯的摩尔比提高时不仅是抽提塔负荷增加，而且共沸精馏塔32还必须小心操作以防止溶剂和水与乙酸发生混合。因此这个操作需要极其大量的劳动力。虽然以上描述涉及一个乙酸甲酯水解的例子，但是它也同样适用于其它羧酸酯的水解。

同时，采用活性精馏的方法将乙酸甲酯以乙酸和甲醇回收的方法在美国专利公布号5770770中公开。根据这个方法，在不将乙酸甲酯分离出系统情况下进行水解，产生的成分可同时通过精馏分离。因此可说这个方法是合理的方法。然而，为了提高采用这个方法的水解转化率，水相对于乙酸甲酯的摩尔比必须很大，并且因为生产乙酸和醇所需的能量极大地增加，所以这个方法在工业应用上不能说是一个有利的方法。因此本发明的目的是提供一种通过不使用溶剂的简化方法从羧酸酯生产醇和羧酸的工业上有利的方法。