[发明专利]丁酸乙酯生产新工艺

说明书

本发明涉及丁酸乙酯的生产工艺，特别涉及食用丁酸乙酯的生产工艺。

丁酸乙酯是无色透明液体，类似凤梨香气，沸点120.6℃，熔点-93.3℃，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，几乎不溶于水。它在香精、食品、医药和化学等工业上有广泛用途，例如，可用于配制菠萝、草莓、香蕉、葡萄等水果香型食用香精和大曲型酒用香精以及烟草香精等，可用于糖果、饮料、冰淇淋等食品，也可以用于多种用途的溶剂。

经检索美国化学文摘（C.A.）、世界专利索引（WPI）和世界专利文摘（WPA），在本发明作出之前，尚未发现有与本发明相似的生产工艺。关于丁酸乙酯生产工艺的较有代表性的文献，例如：《世界精细化工手册》（化学工业部科学技术情报研究所编辑出版，1982年12月第1版，383页）、《合成食用香料手册》（轻工业出版社，1985年9月第1版，463页）中均介绍了丁酸乙酯的合成方法，但如何将酯化反应过程中生成的水除去，以及如何使酯化过程连续进行，上述文献中都未作报道。

目前国内丁酸乙酯生产厂家大多采用传统的单锅间歇酯化工艺，该工艺简述如下：采用丁酸和乙醇为原料，在工业丁酸乙酯的制备过程中，一般以采用苯等物质与乙醇、水形成三元共沸物，从而除去水的方法较为常见;在食用丁酸乙酯的制备过程中，为了保持产品的纯净性和食用的安全性，不允许苯等物质参与工艺过程中，所以食用丁酸乙酯的生产一般采用丁酸与过量的乙醇进行酯化，酯化结束后，加入液碱中和未酯化的 丁酸，使之生成丁酸钠而分层，上层丁酸乙酯粗酯经水洗、精馏后，得丁酸乙酯成品，下层丁酸钠溶液经回收乙醇、浓缩后，加入浓硫酸进行酸化、脱水，从而回收部分丁酸。此传统工艺存在的主要问题是：丁酸产率仅为73～80%、原料消耗高、生产周期长、设备生产能力低、设备投资大、废水排放量大等。

本发明的目的在于提供一种产率高、经济性好、设备生产能力大、产品质量好、且操作稳定可靠的丁酸乙酯生产新工艺。

本发明的目的是通过下述方法实现的：以丁酸（含量97～98%）和乙醇（含量92～93%）为原料，以硫酸为催化剂，底料配比为丁酸∶乙醇＝3.0～5.0∶1（摩尔比），滴加料配比为丁酸∶乙醇＝0.85～1.05∶1（摩尔比）;待底料中乙醇基本完全酯化后，将滴加料连续地加入反应釜内，同时将丁酸乙酯和水以二元共沸物的形式连续地从塔顶蒸出;蒸出的二元共沸物经冷凝分层后，将上层丁酸乙酯粗酯（含酯量95～96%）的全部和下层水的一部分移出酯化反应系统，而下层水的另一部分作为回流液返回塔顶，起调节顶温和补充形成二元共沸物所需水分的双重作用;在整个连续酯化操作过程中，控制回流速率和出料速率，使移出酯化反应系统的丁酸乙酯和水的量，分别与滴加料经酯化反应生成的丁酸乙酯和水以及乙醇原料中含有的水的量基本相等，保持反应釜内反应液的成分基本不变，由此形成以水带酯，使酯化反应连续稳定地进行;丁酸乙酯粗酯经淡碱水洗、减压精馏后，得丁酸乙酯成品。

国营吴江香料厂采用本发明已生产550余吨丁酸乙酯，近四年的生产实践证明，本发明与现有技术相比，具有以下优点：（1）产率高（丁酸产率达96.1%，比现有技术提高20%左右）;（2）（2）原料消耗低（以国家级企业的丁酸乙酯原料单耗标准[摘自“ 轻工业部（87）轻日化局第132号”文]作对照，国家特级企业的丁酸和乙醇的单耗标准分别为0.966吨/吨0.551吨/吨，国家一级企业的丁酸和乙醇的单耗标准分别为0.976吨/吨和0.568吨/吨，国家二级企业的丁酸和乙醇的单耗标准分别为1.015吨/吨和0.612吨/吨，而本发明的丁酸和乙醇的平均单耗分别仅为0.8102吨/吨和0.4860吨/吨;（3）生产成本降低25%左右;（4）设备生产能力（以单位体积的反应器计算）提高8倍左右;（5）设备投资减少40%左右;（6）废水排放量减少90%左右;（7）产品质量达到美国FCCⅢ标准。

附图是丁酸乙酯连续酯化的工艺流程简图。

丁酸乙酯连续酯化的主要设备包括：酯化反应釜[1]、酯化反应塔[2]、冷凝器[3]、冷却器[4]、分离器[5]、流量计[6]、[7]、[8]、[9]及其它辅助设备，如温度计[T]、压力表[P]等。

以下结合附图通过实施例对本发明作详细的描述：

1.配料    本发明采用丁酸（含量97～98%）和乙醇（含量92～93%）为原料，以硫酸为催化剂，底料配比为丁酸∶乙醇＝3.0～5.0∶1（摩尔比），滴加料配比为丁酸∶乙醇＝0.85～1.05∶1（摩尔比）。