[发明专利]带产物分离工艺的制备乙酸仲丁酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙酸仲丁酯的制备方法，尤其涉及一种带产物分离工艺的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。相对于传统工艺而言，以混合C₄(或丁烯)为原料，利用其与乙酸反应制备乙酸仲丁酯具有原料来源广且成本小、经济效益好、环境友好等优点。美国专利US5457228公开了一种制备乙酸仲丁酯的方法，是将反应物料乙酸和混合C₄(或丁烯)从列管式固定床反应器上部通入，包括未反应混合C₄(或丁烯)、未反应乙酸和产物乙酸仲丁酯的产物混合物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。

另外，利用乙酸与混合C₄(或丁烯)反应制备乙酸仲丁酯的分离精制工艺的研究报道相对较少。虽然US5457228号美国专利公开了一种利用乙酸与1-丁烯和2-丁烯反应合成乙酸仲丁酯的方法，但对于该反应所得产物混合物的分离，该专利中仅提及利用蒸馏就可将乙酸仲丁酯从产物混合物中分离出来，但没有公布具体的分离方法，也没有公布经分离后产品所达到的纯度。由于乙酸仲丁酯和乙酸的沸点很接近，利用简单的蒸馏方法很难将乙酸仲丁酯和乙酸充分分离。而在申请号为200710200148X的中国专利申请中公开了一种从乙酸与混合C₄反应后的混合物中分离乙酸仲丁酯的方法：(1)乙酸与混合C4反应后的混合物进入闪蒸塔，通过闪蒸从闪蒸塔顶脱除未反应的混合C₄及轻组分；(2)闪蒸塔底产物进入共沸精馏塔，加入共沸剂A，通过共沸精馏将乙酸仲丁酯和乙酸分离；(3)共沸精馏塔顶物料进入精制塔，通过精馏得到乙酸仲丁酯；(4)当从共沸精馏塔下部采出的乙酸含共沸剂A的量对反应的进行造成影响或对催化剂活性和使用寿命造成影响时，共沸精馏塔下部物料进入酸浓缩塔，加入共沸剂B，经过再一次的共沸精馏，将乙酸浓缩，乙酸经浓缩后循环利用；或：当从共沸精馏塔下部采出的乙酸含共沸剂A的量不会对反应的进行造成影响，也不会对催化剂活性和使用寿命造成影响时，共沸精馏塔下部物料直接循环回反应系统再利用。该中国专利申请所公开的分离工艺仅适用于采用列管式固定床反应器进行反应的产物分离，且工艺相对复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分离工序简化、成本小、能耗低、原料利用率高的带产物分离工艺的制备乙酸仲丁酯的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种带产物分离工艺的制备乙酸仲丁酯的方法，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并进行反应，未反应的混合C₄或丁烯从催化蒸馏塔塔顶蒸出，反应后的产物混合物从催化蒸馏塔塔底流出并送入共沸精馏塔；向共沸精馏塔中加入共沸剂进行共沸精馏，共沸精馏塔塔顶馏出物自然分层，共沸剂或共沸剂与部分乙酸仲丁酯回流入共沸精馏塔塔顶；携带少量共沸剂的乙酸仲丁酯从共沸精馏塔塔顶馏出后进入精制塔，在精制塔中精馏后得到乙酸仲丁酯；共沸剂为任意一种能与乙酸仲丁酯形成共沸物，且其共沸点与乙酸的沸点相差10℃以上的物质。

上述技术方案采用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。所述催化蒸馏塔的反应段是指装填有催化剂的部分，催化剂可以为杂多酸或离子交换树脂；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。