[发明专利]一种乙酸环己酯制备以及分离环己烷和乙酸的方法和系统

说明书

本发明涉及反应精馏制备乙酸环己酯中环己烷脱除乙酸的方法；属于石油化工技术开发领域。本发明以苯部分加氢得到的环己烯、环己烷混合物为原料，在反应精馏塔内与乙酸反应制备乙酸环己酯过程中，采用反应精馏塔顶水相循环回流，并与塔内环己烷形成共沸，从而降低或消除环己烷与乙酸的共沸，得到乙酸含量小于5wt％的环己烷；然后经过简单共沸精馏塔蒸馏环己烷，除去环己烷中的乙酸。本发明工艺简单、参数可控性强，能耗物耗低，便于大规模的工业化应用。

技术领域

本发明涉及反应精馏制备乙酸环己酯及环己烷脱除乙酸的方法；属于石油化工技术开发领域。

背景技术

乙酸环己酯是一种带有香蕉或苹果香味的液体，用其配制的果香型香精被广泛用于食品、饮料及化妆品等行业。此外，乙酸环己酯对树脂具有良好的溶解性能，也常被用做高档涂料、油漆的环保型溶剂。乙酸环己酯加氢可得到乙醇和环己醇，乙醇是乙醇汽油的原料，环己醇是尼龙6和尼龙66的原料，乙酸环己酯的工业应用前景广阔。

20世纪80年代以前，乙酸环己酯采用环己醇和乙酸反应合成得到，产量低成本高，不适合大规模工业化生产；随着苯部分加氢制备环己烯技术工业化生产，近年来，采用环己烯和乙酸反应制备乙酸环己酯相关研究大量出现。

专利CN103739485B涉及了一种生产乙酸环己酯的方法及所用催化反应精馏塔。其特征为使用过量乙酸与环已烯在反应精馏塔内反应制取并分离得到乙酸环己酯；原料为苯加氢所得包含环己烯与环己烷、苯的混合物，塔顶产物为含乙酸的环己烷、苯；而且得率一般低于92.5％。

专利CN103664587B涉及一种制备乙酸环己酯的方法，该方法利用预酯化和反应精馏进行乙酸与环己烯的加成酯化反应，通过预酯化反应将70％以上的环己烯进行酯化反应，剩余的环己烯在反应精馏塔中全部酯化反应，塔顶得到含乙酸的环己烷或苯。

专利CN103214365B一种由苯生产乙酸环己酯的方法，苯部分加氢含环己烯的产物与乙酸在反应精馏塔完成酯化反应；再经精馏分离苯、环己烷、乙酸，得到乙酸环己酯。

以上生产乙酸环己酯的方法，使用的原料是含环己烷或苯的环己烯，采用反应精馏方法后得到难以分离的乙酸、环己烷、苯的混合物。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种反应精馏制备乙酸环己酯及环己烷脱除乙酸的方法。

此外，本发明还提供了一种实施所述方法的系统。

一种乙酸环己酯制备以及分离环己烷和乙酸的方法，将环己烯、乙酸在环己烷中反应，对反应液进行精馏处理，得到乙酸环己酯；

向精馏过程中形成的环己烷和乙酸的共沸体系中投加水，并将体系的温度控制在69.4～75℃；环己烷-水形成共沸物与乙酸分离；收集环己烷-水共沸物并冷却，分离得到环己烷一级馏分。

本发明方法中，在环己烯和乙酸进行反应(缩合酯化反应)，在反应进行过程中，环己烷和乙酸形成共沸体系的形式与产物乙酸环己酯分离出来。此外，本发明独创性地在反应进行过程中，向形成的环己烷-乙酸共沸体系中投加水，并将温度严格控制在所述的温度(环己烷-水共沸体系温度)下，将环己烷和乙酸的共沸体系转变成环己烷和水的共沸体系，从而，使乙酸与环己烷分离。收集环己烷与水的共沸体系，冷却后将油水分离，得到油相(环己烷一级馏分)。采用本发明方法，可实现乙酸环己酯的合成、纯化分离以及反应溶剂环己烷和乙酸的同步分离。本发明方法简单、设备投资小；相较于现有的分离方法，避免了如现有技术可能存在的乳化、出现第三相、分离效率低、耗水量大、回收的酸浓度低、回用效果差等一系列问题。

本发明人发现，加水后将温度控制在69.4～75℃内，不仅有助于降低分离得到的环己烷的乙酸含量，还可降低分离得到的乙酸环己酯的含水量等杂质含量，提高回收的环己烷以及乙酸环己酯的质量。

作为优选，环己烷一级馏分中的乙酸含量小于5wt％；进一步优选为0.01～0.1wt％。