[发明专利]用于制备乙酸乙烯酯的方法

说明书

本发明涉及在异相催化、连续气相工艺中通过使乙烯与乙酸和氧气反应而制备乙酸乙烯酯的方法，其中对所得产物流的后处理(Aufarbeitung)更加有效。

通过使乙烯与乙酸和氧气或含氧气体在气相中、经过固定床催化剂反应而制备乙酸乙烯酯是早已知晓的。通常在1-30巴的压力下和130-200℃的温度下、在固定床管式反应器或流化床反应器中，按照以下总方程式使原料在放热反应中反应而形成乙酸乙烯酯，其：

C₂H₄+CH₃COOH+1/2O₂->CH₃COOCH＝CH₂+H₂O。

离开反应器的产物气流包含乙酸乙烯酯，并主要伴随未反应的原料、水和惰性物及副产物例如二氧化碳、乙醛、乙酸甲酯和乙酸乙酯。惰性物主要为氮气、氩气、甲烷和乙烷，其作为原料中的杂质被引入该方法。

为了从产物气流中分离出纯的乙酸乙烯酯，已经提出了许多方法变例。在DE-A 1282014和DE-A 1668063中，建议将产物气流引入第一蒸馏塔，从第一蒸馏塔，水和低沸物在塔顶被蒸出，并将塔底物转移至第二蒸馏塔，从第二蒸馏塔，纯的乙酸乙烯酯在塔顶被蒸出。为了从含乙酸乙烯酯的混合物中分离出乙酸甲酯和乙酸乙酯，DE-A 1618240建议水运行的提取方法。US3692636、US4934519和US6228226描述了含有乙酸乙烯酯、水、乙酸乙酯和乙酸的混合物的共沸蒸馏。

在DE-A 1768412的方法中，可冷凝成分，例如乙酸乙烯酯、乙酸和水从产物气流中冷凝出，并作为冷凝物引入第一蒸馏塔(共沸塔)，从第一蒸馏塔，乙酸乙烯酯和水在塔顶被蒸出，并随后进行相分离。将含乙酸乙烯酯的相引入第二蒸馏塔(脱水塔)，从第二蒸馏塔将其塔底物转移至第三蒸馏塔(纯的乙酸乙烯酯塔)，从第三蒸馏塔，在塔顶获得纯的乙酸乙烯酯。除了上述方法步骤，在DE-A 2945913和DE-A 2943985的方法中，用乙酸(循环气体洗涤器)洗涤产物气流冷凝后剩余的气相；将所得的洗涤液引入共沸塔。

为了实现节能性的除水，DE-A 2610624建议将产物气流引入预脱水塔，从预脱水塔，水和乙酸乙烯酯在塔顶被蒸出，并在冷凝和相分离后分离。将以这种方式得到的含乙酸乙烯酯的相再循环至预脱水塔或与来自预脱水塔的塔底物一起引入脱水塔，使脱水塔的塔底物经历进一步的蒸馏纯化步骤以获得纯的乙酸乙烯酯。在EP-A 1760065、DE-A 102006038689、DE3934614、DE 3422575和US4818347的方法中，上述的预脱水塔与使用乙酸运行的循环气体洗涤器、共沸塔和脱水塔以及纯的乙酸乙烯酯塔相结合，并从纯的乙酸乙烯酯塔的塔顶获得纯的乙酸乙烯酯。

在此背景下，本发明的一个目的是使从产物气流中分离乙酸乙烯酯的方法更加有效，特别是在能量或设备部件的使用方面。

令人惊讶地，该目的主要通过用预脱水塔、使用乙酸操作的循环气体洗涤器、共沸塔和脱水塔来纯化产物气流而得以实现，纯的乙酸乙烯酯从脱水塔的侧线出口获得。与迄今已知的现有技术相比较，本发明方法的优点在于不需要额外的纯的乙酸乙烯酯塔，通常纯的乙酸乙烯酯从该塔塔顶蒸出。

本发明提供一种在异相催化、连续气相工艺中制备乙酸乙烯酯的方法，所述方法通过使乙烯与乙酸和氧气在反应器中反应，并分馏主要含有乙烯、乙酸乙烯酯、乙酸、水、二氧化碳和惰性气体的产物气流，所述分馏通过：

a)将产物气流引入第一蒸馏塔(预脱水塔)，

b)将排出自第一蒸馏塔塔顶的气体混合物冷却至-20至+50℃，获得的冷凝物形成水相和有机相，

c)脱除步骤b)中形成的水相，

d)将步骤b)中形成的全部或部分有机相引入收集容器，或作为回流进料至步骤a)中第一蒸馏塔的塔顶，

e)在使用乙酸运行的洗涤塔(循环气体洗涤器)中洗涤步骤b)中尚未冷凝的气体，并在洗涤塔的塔底排出含乙酸乙烯酯的乙酸溶液，

f)将来自步骤e)的含乙酸乙烯酯的乙酸溶液引入第二蒸馏塔(共沸塔)，

g)同样将来自步骤a)的塔底产物引入第二蒸馏塔f)中，

h)冷却来自第二蒸馏塔的塔顶蒸汽至形成水相和有机相，

i)脱除步骤h)中形成的水相，

j)任选地将步骤h)中形成的部分有机相作为回流再循环至第二蒸馏塔f)的塔顶，