[发明专利]一种乙酸仲丁酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙酸仲丁酯的制备方法，特别是涉及一种采用催化蒸馏技术制备乙酸仲丁酯的方法。

背景技术

目前，利用乙酸和混合C₄(或丁烯)为原料，制备乙酸仲丁酯的方法，通常是在列管式固定床反应器内进行酯化反应而得到。美国专利US5,457,228公开了一种制备乙酸仲丁酯的方法，是将反应物料即乙酸和混合C₄(或丁烯)从列管式固定床反应器上部通入，产物混合物包括未反应混合C₄(或丁烯)、未反应乙酸和产物乙酸仲丁酯同时从反应器底部流出。产物混合物依次经过循环泵和换热器后，一部分产物混合物送去后面的分离工序，另一部分产物混合物作为循环进料同新鲜进料一起送入反应器。此方法的不足在于：(1)采用列管式固定床作反应器，送去分离的那部分产物混合物一般需要先经过闪蒸塔，将未反应混合C₄(或丁烯)从产物混合物中除去，因此加大了后续产物分离工艺的难度。且闪蒸塔温度、压力均较高，能耗较高；(2)反应物料循环进反应器，使烯烃聚合倾向增加，影响产品提纯；(3)使用循环泵和换热器，增加了能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分离工序简化、能耗低的乙酸仲丁酯的制备方法。

本发明采用催化蒸馏的方法解决上述问题，技术方案为：

一种乙酸仲丁酯的制备方法，其特征在于：反应在由一个塔釜、一个提馏段、一个反应段、一个精馏段和一个塔顶回流冷凝器组成的催化蒸馏塔中进行，反应段中装填一种催化剂，乙酸从催化蒸馏塔的上部精馏段进入塔内，混合C₄(或丁烯)从催化蒸馏塔的下部提馏段进入塔内，两者在催化剂表面逆流接触，乙酸和混合C₄(或丁烯)反应生成乙酸仲丁酯，未反应混合C₄(或丁烯)从塔顶蒸出，产物混合物从塔底流出。

本发明采用公知的催化蒸馏塔进行乙酸和混合C₄(或丁烯)的酯化反应。该催化蒸馏塔包括一个塔釜、一个提馏段、一个反应段、一个精馏段和一个塔顶回流冷凝器，反应段中装填催化剂。催化剂为杂多酸催化剂或离子交换树脂。

本发明中，催化蒸馏塔的反应段是指装有催化剂的部分，精馏段指位于反应段以上、塔顶回流冷凝器以下的部分，提馏段指位于反应段以下、塔釜以上的部分。

催化蒸馏塔的操作条件为：塔顶压力宜控制在0.30～1.20MPa，优选0.35～0.75MPa；塔顶温度宜控制在40～90℃，优选50～70℃；反应段中部温度50～150℃，优选60～120℃；塔釜温度宜控制在140～220℃，优选160～190℃；回流比0.1～10；乙酸和丁烯摩尔比为0.7∶1～3.0∶1；乙酸进料空速为0.1～10.0hr^-1。

本发明采用的催化蒸馏方法是在一个塔内将催化反应与产物分馏相结合同时进行。催化反应指乙酸和混合C₄(或丁烯)的酯化反应，产物分馏指未反应混合C₄(或丁烯)从产物混合物中分离。该产物混合物中包括未反应乙酸、乙酸仲丁酯和少量未反应混合C₄(或丁烯)。

绝大部分未反应混合C₄(或丁烯)直接从催化蒸馏塔塔顶蒸出，故相对用列管式固定床反应器进行乙酸仲丁酯合成所采用的分离工艺而言，可省去用于除去混合C₄(或丁烯)的闪蒸塔，简化了分离工序，降低了能耗。

本发明的优点在于采用催化蒸馏的方法使乙酸和混合C₄(或丁烯)的反应与未反应混合C₄(或丁烯)的分馏同时进行，因而在后续的产物分离工序中不需设置用于除去未反应混合C₄(或丁烯)的闪蒸塔，产物分离工艺简化，能耗降低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

在实施例中：乙酸纯度≥99.5％；丁烯纯度99.4％；混合C₄组成是：1-丁烯4.72％，2-丁烯49.22％，丁烷46.01％，异丁烯0.05％。

实施例1：

采用强酸性离子交换树脂作催化剂。市售ZH-100型，将总量为250Kg的催化剂装入催化蒸馏塔反应段，并因此而得到催化剂层。