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乙酸乙酯的工业生产方法

乙酸乙酯的工业生产方法
乙酸乙酯的工业生产方法

乙酸乙酯的工业生产方法乙酸乙酯(EA)又名醋酸乙酯,是醋酸的一种重要的下游产品,具有优异的溶解性、快干性,在工业中主要用作生产涂料(油漆和瓷漆)、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂以及人造纤维等的溶剂,也可作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠等的生产,作为提取剂用于医药、有机酸的产品的生产等·,此外还可用作生产菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料,用途十分广泛,发展前景看好。

目前,乙酸乙酯的工业生产方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成法4种。传统的醋酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要采用乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成法,其中新建装置多采用醋酸/乙烯加成法,我国的乙酸乙酯则主要采用醋酸酯化法进行生产。

1醋酸酯化法

醋酸酯化法是乙酸乙酯最常见的生产方法,是在催化剂(通常为硫酸)存在下,醋酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,该方法适用于拥有大量低成本乙醇的地区。传统的酯化法生产工艺技术成熟,原料供应充足,生产工艺简单,投资少,在世界范围内,尤其是在美国和西欧地区被广泛采用。由于酯化反应可逆,转化率只有约67%,为增加转化率,一般采用乙醇过量的方法,并在反应过程中不断分离出生成的水。根据生产需要,既可采取间歇生产,也可采取连续式生产。该法存在反应温度高,乙酸利用率低,易发生副反应,产品处理困难、催化剂对设备腐蚀性强,废液污染环境以及生产成本高等缺点。

面对传统醋酸酯化法工艺以浓硫酸为催化剂的诸多问题,新近研究开发工作主要集中在对催化剂和生产工艺的改进上。主要有分子筛合成法、杂多酸合成法、联产法以及催化精馏法等。

1.1分子筛法

分子筛合成法主要是指以分子筛,可固载的催化剂等作催化剂的合成方法。此种工艺是将催化剂经过特殊处理,固载到某种团体物质上,制成大小均匀有一定粒度的颗粒,然后填装到特制的反应器中。此反应器下部是容器,起到加热物料的作用。中部装催化剂,起到催化缩合的作用,上部是精馏段,起到分离产品的作用。工艺过程为:用耐酸泵将配好的物料(酸稍过量)输送到反应器下部,加热到150℃左右汽化,控制反应器中部反应温度在110-120℃起缩合反应,反应混合物在精馏分离,未反应的物料返回到反应器下部继续反应。精馏段的温度控制在75℃左右,得到含酯量在94%以上的粗产品,若需要得到含酯量在98驰以上的产品,用无水硫酸镁干燥即可。分子筛法具有工艺流程短、设备紧凑且少,生产连续化、产品得率高,产品成本低,设备腐蚀小,催化剂寿命长等优点,不足之处是反应器制作技术要求高,设备制造费用大,物料需要加热到较高温度,热量损失大,且物料返回较多等。

1.2杂多酸合成法

此种乙酸乙酯合成法包括使用多元固体酸直接催化的生产方法。此种工艺是将预先制好的杂多酸催化剂加入到反应物料中起催化作用。工艺过程为:用耐酸泵将配好的反应物料(酸稍过量)输送到缩合釜,加入催化剂升温到120-130℃进行缩合反应,产品混合物人精馏塔进行分离,精馏塔温度控制在70℃左右,得到含酯量在95%左右的粗产品,再用无水硫酸镁进行干燥脱水处理可得到含量98%以上的产品,未反应的物料返回到缩合釜循环使用。杂多酸合成法具有设备技术要求不高,制造费用低,操作简单,物料反应较完全,产品得率较高,缩合温度较’低,热能耗低,设备腐蚀小,缺点是设备多,总投资费用大,工艺流程长,生产周期较长,催化剂需要特别制造技术,价格昂贵等。

1.3催化精馏法

催化精馏法以固体酸为催化剂的连续催化精馏法,属非均相反应精馏过程,是酯化反应的发展方向,与以浓硫酸为催化剂的间歇搅拌式传统酯化生产工艺相比具有酯化连续进行,转化率高;

设备紧凑,占地面积小,设备生产能力大;副产品少,后处理简单,流程较短;催化剂可多次使用,再生后催化剂性能没有下降;不会与硫酸一样沾染反应物,产物纯度高,色泽浅;三废排放少,产品质量较高等优点。近年来,催化精馏的研究由20世纪80年代的纯工艺开发向过程共同规律研究的方向发展,在应用基础研究、工程研究、工艺开发与应用等方面都取得了可喜的进展。但由于催化精馏的复杂性,许多问题还有待进一步深入研究。各种催化精馏结构下的传质传热、塔内流体力学、伴有反应体系汽液平衡的实验测:定等都十分空缺。过程动态模拟还很不成熟,全速率动态模拟报道不多。塔的设计及过程集成刚刚起步,开发通用的动力学控制条件下的设计方法是当务之急。催化精馏过程控制方面的研究还几乎为空白。另外催化剂热稳定性及使用寿命方面还需进一步提高。

我国在20世纪90年代初期就对用固体酸作酯化催化剂的催化精馏法进行了研究。1995年,广西化工研究院就以酒精和冰醋酸为原料,采用固体酸催化剂,通过连续催化精馏-萃取的工艺合成了乙酸乙酯。该工艺与传统酯化工艺相比,具有设备生产能力强、能耗低等特点。

长春工业大学化工学院的研究人员以自制的填料型SO42-/Al2O3-Al和SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸为催化剂,在直径30mm的不锈钢催化精馏塔中进行乙酸乙酯的合成研究,考察了回流比、进料酸醇摩尔比、进料流量等操作参数对反应和分离过程的影响。结果表明,适宜的操作条件为:回流比为3,酸醇摩尔比为5,乙醇进料流量为1mol/h。所制备的SO42-/ZrO2-Al2O3-Al和

SO42-/Al2O3-Al固体酸催化剂在催化精馏塔中显示出较好的反应特性,并且前者的催化活性略高于后者的催化活性。

北京服装学院材料科学与工程学院研究人员在高度2000mm、直径30mm的催化精馏塔中进行了以Hβ沸石做催化剂,乙酸和乙醇直接合成乙酸乙酯的研究。对理论塔板进行了计算,考察了装填方式、进料位置、回流比、酸醇比、乙醇进料空速等对酯化反应过程的影响,得到适宜的工艺条件为:乙酸从第2块理论板进料,乙醇从第13块理论板进料;塔内各段填料的装填高度比为精馏段:反应段:提馏段=5:3:1;乙醇进料质量空速为0.6h-1;乙酸/乙醇侧线进料物质的量比3:1,回流比R=1,反应6h后塔顶得到的乙酸乙酯质量分数85.06%,酯总收率达到77%。

大连工业大学化工与材料学院研究人员研究了1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体的合成及表征,并利用1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体作溶剂和催化剂,通过酯化反应在反应精馏装置中合成乙酸乙酯。考察了回流比、进料比及离子液体用量对反应精馏的影响,并考察了离子液体的重复使用性能。结果表明,该离子液体为Lewis酸,具有催化活性,将其用于酯化反应,可使选择性得到显著的提高,离子液体重复使用5次,其催化活性基本不变。适宜的反应条件(进料比)为:n(乙酸):n(乙醇)=1.1:1.0,离子液体用量为n(乙酸):n(离子液体)=8.0:1.0,回流比为3.0。另外,由于1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体几乎没有蒸汽压,所以不会因为挥发而造成对环境的污染,同时它对设备也没有腐蚀。所以以1-己基吡啶氟硼酸盐离子液体作为溶剂和催化剂,在催化反应精馏装置中合成乙酸乙酯,可以减少对设备的腐蚀和环境的污染。

1.4联产法

BP公司开发的乙酸乙酯/醋酸丁酯联产工艺(又名切换法)与传统的酯化工艺原理完全相同,只是工艺流程有所改进。原料乙醇、正丁醇和醋酸进入反应塔反应得到含有酸酸乙酯和醋酸丁酯的混合物流。反应产物进入一级分馏塔分离出含有乙酸乙酯、醋酸丁酯和水及少量未反应乙醇和低沸点组分而不含正丁醇的塔顶物流。物流进入二级分馏塔之前先通过倾析分离出水分,在二级分馏塔反应剩余的乙醇和生成的低沸点组分从塔顶分出,不含未反应的醇类和低沸点组分的粗酯产品从塔底引出,进人三级分馏塔,从三级分馏塔塔顶得到乙酸乙酯,而从塔底得到醋酸正丁酯。如果进三级分离塔的物流中仍含有一定量的丁醇,还需要增加四级分馏塔将其分馏出来。联产法工艺与传统酯化法工艺相比,可延长开工时间,降低投资和操作费用,其显著特点是灵活性强,乙酸乙酯和醋酸丁酯的产量可根据市场需求灵活调整。从而可以降低投资成本和操作成本。以前

建设的酯化法乙酸乙酯装置或醋酸丁酯装置都可以投入少量资金改造为切换法。但工艺仍存在硫酸酯化法的固有缺点,即腐蚀严重,副反应多、副产物处理困难等。

2 乙醛缩合法

乙醛缩合制乙酸乙酯工艺由俄罗斯化学家Tisehenko于20世纪初开发成功,因而该工艺又称为Tisehenko工艺。缩合法在催化剂乙醇铝的存在下,乙醛氧化缩合生成乙酸乙酯。采用该工艺时,如果反应过程中有2种醛存在,则可以生产出混合酯类,如乙酸乙酯和醋酸丁酯。由乙醛生产乙酸乙酯包括催化剂制备、反应、分离和精馏4大部分。在氯化铝和少量的氯化锌存在下将铝粉加入盛有乙醇和乙酸乙酯混合物的溶液中溶解得到乙氧基铝溶液。催化剂制备装置与主体装置分开,制备反应过程产生的含氢废气经冷冻回收冷凝物后排放,制备得到的催化剂溶液搅拌均匀后备用。乙酸和催化剂溶液连续进入反应塔,控制反应物的比例,使进料在混合时就有约98%的乙醛转化为目的产物,1.5%的乙醛在此后的搅拌条件下转化。通过间接盐水冷却维持反应温度在0℃,反应混合物在反应塔内的停留时间约1小时后进入分离装置。分离装置中粗乙酸乙酯从塔顶蒸出,塔底残渣用水混合得到乙醇和氢氧化铝,将乙醇与蒸出组分一起送入精馏塔,在此回收未反应的乙醛并将其返回反应塔,乙醇和乙酸乙酯恒沸物用于制备乙氧基铝催化剂溶液。如有必要,乙酸乙酯还可进一步进行干燥

由乙醛生产酸酸乙酯的第一步实际上先由乙烯制取乙醛,由乙烯生产乙醛通常在氯化钯存在下于液相中进行(即Waeker工艺)。根据保持催化剂活性方法的不同,又有两种工艺可选择,一种为一步法工艺,即乙醛和氧气一起进入反应器进行反应;另一种是两步法工艺,即乙烯氧化为乙醛在一个反应器内进行,而催化剂的空气再生在另一反应器内进行,两种工艺在经济上并无大的差异。该工艺在常压低温下(0-20℃)进行,反应条件温和,反应转化率和收率都比较高,对设备要求不高,生产成本较醋酸酯化法低,缺点是受原料来源的限制,只有在乙醛价格处于低位时才具有竞争力。因此该装置一般应建在乙烯-乙醛联合装置内。日本主要采取此工艺路线,装置能力已达20万吨/年。另外,催化剂乙醇铝通过加水生成氢氧化铝排放而无法回收,直接排放将会污染环境。

黑龙江省科学院石油化学研究分院开发了以乙醛为原料,在醇铝催化剂作用下,经一步缩合生产乙酸乙酯的工艺,缩合反应结束后反应液中残存的催化剂加水分解破坏。缩合反应的选择性和乙醛的转化率均达到99%以上。上海石油化工公司于2001年2月采用该技术建成一套2万吨/年工业生产装:置。另外中石化南化公司研究院也开发了乙醛缩合工艺,并且具备工业化的条件,综合技术经济指标已经达到国外同类技术水平。该技术特别适合于对原有乙醇法乙醛生产乙酸和乙酸乙酯的这类厂家进行技术改造,充分利用这些厂的乙醛生产设备、制冷设备和精馏设备。根据测算,一套0.5万吨/年规模的生产装置只需要约50万元改造费用,就可以实现乙醛法生产乙酸乙酯的工业化生产。

3醋酸/乙烯加成法

醋酸/乙烯加成法是一种直接用乙烯和醋酸工业化生产乙酸乙酯的新工艺。由日本昭和电工公司在20世纪90年代开发成功并实现了工业化生产。反应系统由3个串联反应塔组成,反应塔中装填磷钨钼酸催化剂(担载于球状二氧化硅)。反应塔设置了中间冷却,反应温度维持在

140-180℃,反应塔压力控制在0.44-1.0MPa。反应在担载于金属载体上的杂多酸或杂多酸盐催化下于气相或液相中进行。在水蒸气存在条件下,乙烯将发生水合反应生成乙醇,然后生成的乙醇又继续与醋酸发生酯化反应生成乙酸乙酯产物。而且,逆向的乙酸乙酯水解生成乙醇或乙酸的反应也可能发生。该工艺醋酸的单程转化率为66%,以乙烯计,酸酸乙酯的选择性约为94%。此外,Rhone-Poulenc和BP/Amoco等跨国公司也开发成功该项工艺。2001年,BP/Amoco公司还在英国建成世界上最大的22万吨/年乙烯加成法生产装置。具有代表性的BP"Avada"工艺以杂多酸为催化剂,具有较高的催化活性和选择性,产品纯度可以达到99.97%以上。据称,与传统的乙酸酯化法或乙醛缩合法相比,该方法产率高,原料损耗降低了35%,能耗降低了约20%,装置

容易进行扩能改造,且乙酸乙酯产品质量高,纯度易于控制,因此是近年来的研究开发热点。但该工艺的缺点是装置必须建设在乙烯装置附近。

近年,BP/Amoco开发了乙烷氧化生成乙烯和醋酸工艺,在氧化反应区内,至少有两种选择性不同的催化剂,乙烷(最好含乙烯)、含氧气体和水反应生成乙烯和醋酸,产物中乙烯、醋酸的摩尔比率可通过控制不同催化剂的比率来确定。该工艺可与BP/Amoco的醋酸/乙烯加成制备EA 的工艺联合使用,从而使原料成本得以降低。

英国石油化学品有限公司发明了一种在杂多酸催化剂的存在下通过使乙烯与乙酸和水反应来制备乙酸乙酯的方法,其中在加入反应器的进料流中的反应物的浓度为:乙烯与乙酸的摩尔比为6.0到12.2,乙烯与水的摩尔比为8.0到17.0并且乙酸与水的摩尔比为1.25到1.40。已经发现,通过小心地控制反应物的相对浓度和工艺操作条件,可以减少与所需要的乙酸乙酯一起生成的甲基乙基酮(MEK,2-丁酮)的相对数量,并且因此可以延长催化剂的寿命。

4乙醇脱氢法

乙醇脱氢法是Davy公司于2001年开发成功的工艺技术,该工艺采用铜基催化剂使乙醇脱氢,生成粗乙酸乙酯,再进人分离工段回收未反应的乙醇,并去除丁醇等杂质,得到成品。反应工段可用的压力范围较宽,温度约240℃。该工艺在生产乙酸乙酯的同时副产氢气。与酯化法的液-液均相反应完全不同,脱氢反应为固定床气-固反应。原料乙醇用泵泵入,经加热气化后,进入装有固体催化剂的列管式反应器反应,产物冷却冷凝后,进入气液分离器,使氢气与液体产物分离。脱氢法反应的特点是反应温和,反应条件变化弹性很大,工艺简单,容易操作,同时由于避免使用醋酸和硫酸,对设备的腐蚀小,且不会产生大量的含酸废水,对环境污染小。采用该工艺的首套装置于2001年在南非Sasol建成投产,生产能力为5.0万吨/年。工艺适用于乙醇丰富且价廉的地区。我国清华大学有此专利技术,并于1995年在山东临沭县化肥厂(现在酌金沂蒙集团公司)使用此技术,建成了一套5000吨/年工业生产装置。另外,西南化工研究院和中科院长春应用化学研究所也分别开发了该技术,但至今还没有实现工业化生产。吉林燃料乙醇有限公司以及山东海化集团有限公司通过引进技术,于2007年分别建成了5万吨/年和10万吨/年乙醇脱氢生产乙酸乙酯工业生产装置。

催化剂是乙醇脱氢法的核心技术之一,要求具有高活性、高选择性及高耐水耐酸性。它由金属和两性金属氧化物构成,金属成分一般是铜,两性金属氧化物有ZnO、Zr O2、A l2O3、Cr2O3以及Ti O2等。目前用于工业试验或生产的催化剂主要有:

(1)Cu-Cr体系。这是一种用于糠醛加氢制糠醇等工业生产的传统加氢催化剂,组成为CuCr O2,称为亚铬酸铜。为了增强其耐热性,往往加入9%左右的钡助剂,又称钡助铜铬催化剂。美国UCC 公司以该体系为催化剂,将100%醇、95%乙醇转化为乙酸乙酯的转化率分别为25%和9%。据悉,使用英国Davy公司技术的南非Sasol公司Kvaemer工艺(简称Davy工艺)所用的催化剂也属该体系。Cu-Cr体系催化剂活性低而且怕水,需要选用高压(2.86MPa)反应,以延长原料在催化剂上的停留时间。一般需要使用无水乙醇为原料才能得到较高转化率;催化剂使用时Cr3+为低价,但难以避免Cr3+不被乙酸溶出,进入产品,被氧化为高价态Cr6+。高价态Cr6+毒性很大,可能影响乙酯质量。同时废弃催化剂难处理;副产物主要为丁醇。低温下几乎不产生丁酮,分离容易。

(2)Cu-Zn-A1体系。该催化剂的特点是活性高,尤其是Cu-Zn-Al-Zr催化剂活性比Cu-Cr高几倍,可在低压下反应。由于转化率高,反应器较小。若制备得当,可使用95%乙醇为反应原料;催化剂不含有毒元素;副产物主要为丁醇,也有少量丁酮。丁酮与乙酯分离困难。清华大学研究人员对该催化剂进行了比较详细的研究,并成功地应用于山东临沭县化肥厂(现在的金沂蒙集团公司)的工业装置上。

产物的分离工艺是脱氢法的第二个核心技术,分离工段设备比反应工段多,投资占总设备投资的70%以上。该工艺需要解决以下技术难题:

(1)乙酸乙酯与乙醇分离技术。乙酸乙酯与乙醇沸点接近,又有多个恒沸物,当乙醇含量高时,难以用普通精馏方法分离。已工业化的分离方法有:①加压精馏法。加压可破坏恒沸物,仅靠乙酯与乙醇的沸点差进行分离。加压分离的缺点是加压下组分之间的相对挥发度减小,需要相当多理论塔板和高回流比,导致高设备投资和高能耗,据悉Davy公司采用该方法。②加盐萃取法。盐水对极性大的乙醇有更大亲和力,从而扩大了两相区范围,易于分层。该方法节能,但仅适用于乙酸乙酯浓度较高的物料分离。山东临沭化肥厂使用该方法。③水萃取精馏法。当使用高相比(V/L=2)和高回流比(R=5)时,塔顶主要得到乙酯和水的二元恒沸物,但分离效果不是十分理想,而且再脱水回收乙醇的能耗很大。总能耗为10t水蒸气几乙酸乙酯。据悉西南化工研究院使用该方法。

(2)副产物丁酮脱除技术。丁酮的沸点与乙酯和乙醇相近,极性介于二者之间,又有多个恒沸物,要从乙酯中脱除丁酮十分困难。

(3)简化分离流程。节省能耗反应产物中,不仅有反应中间物乙醛和乙酸,还有丁醇、乙酸丁酯、丁酸乙酯,还可能存在极少量丁酮、仲丁醇、丙酮、异丙醇等副产物,每一种数量都很少。如果不脱除干净,将影响产品质量,需要选择一种既简单又有效的分离工艺流程。

目前,该工艺的开发主要体现在生产工艺以及催化剂的改进上。台湾中石油公司开发了由乙醇一步法合成乙酸乙酯的工艺,该工艺包括将乙醇同时部分氧化生成醋酸,然后与过量乙醇酯化获得乙酸乙酯。采用一种装填有氧化催化剂(含10%的Pd)和酯化催化剂(固体离子交换催化剂)的滴流床反应器,液态乙醇和氧气在3.59MPa、质量时空速2.4h-1,首先通过一台静态混合器,然后进入反应器顶部,反应物向下流动通过装填在玻璃球层中间的催化剂,在95℃时,93.5%的含水乙醇得到转化,乙酸乙酯、醋酸和乙醛的选择性分别达到68.5%、30.6%和0.9%。

昭和电工也研制了乙醇一步法合成乙酸乙酯的催化剂,该催化剂能提高产物的空时产率,并降低副产的选择性。其制备方法是:将Si O2在钯盐(可含锌盐或金盐)溶液中浸渍,然后再将浸渍后的固体加人到硅酸钠溶液中,放置一段时间后,再用水合肼将钯还原,并在110℃、用空气流吹扫所得固体物质,最后再将所得固体放在H4SiW l2O40溶液中浸渍,浸渍后同样在110℃、用空气流吹扫。该催化剂在温度为160℃、压力0.8MPa、乙醇/氧气为5/3(mol)、空速1800h-1时,乙醇的转化率为75%、乙酸乙酯的选择性为80%、醋酸的选择性为12%、副产C02和乙醛的选择性为2.3%和2.8%。该工艺的优势是应用单个反应器将乙醇转化成乙酸乙酯,可使投资成本降低到最低程度。

日本窒素石油化学公司通过在铜基催化剂中心上添加各种金属氧化物,开发了高活性、高选择性的Cu-Zn-Zr-A1-O催化剂,该催化剂在220℃、1MPa下进行,乙醇转化率达45.2%,乙酸乙酯选择性为95.6%。与Davy公司开发的催化剂(在2.18MPa、223℃下,乙醇转化率为28%。乙酸乙酯选择性达95%)相比,在选择性相近的情形下,转化率有了明显的提高。

醋酸乙酯的生产技术

醋酸乙酯的生产技术 醋酸乙酯( EA) 又名乙酸乙酯, 分子式为C4H8O2, 为具有水果香味的无色透明液体, 具有优异的溶解性、挥发速度和快干性, 在工业中主要用作生产涂料、粘合剂、乙基纤维素、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维素酯、纤维素乙酸丁酯、人造革、油毡着色剂以及人造纤维等的溶剂, 也可作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠等的生产, 作为提取剂用于医药、有机酸产品等的生产, 此外还可用作生产菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料, 在纺织工业中用作清洗剂等。近年来, 随着世界经济持续稳定增长, 建筑、汽车等行业发展迅速, 环保法规日益严格, 采用高档溶剂生产涂料、油墨、粘合剂等产品已成大势所趋, 从而带动醋酸乙酯类溶剂需求的快速增长。 一、生产技术及其进展 目前, 乙酸乙酯的工业生产方法主要有: 醋酸酯化法 乙醛缩合法 乙醇脱氢法 醋酸/ 乙烯加成法 4 种。 目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法,在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺,在乙醇丰富且低

成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法,1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50 kt/a生产装置。大规模生产装置主要采用后三种方法,其中新建装置多采用乙烯加成法。 (1)乙酸酯化法 乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法,在催化剂存在下,由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。 CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O 乙醇乙酸乙酸乙酯水 反应除去生成水,可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强,在国际上是属于被淘汰的工艺路线。 (2)乙醛缩合法 在催化剂乙醇铝的存在下,两个分子的乙醛自动氧化和缩合,重排形成一分子的乙酸乙酯。 2CH3CHO→CH3COOCH2CH3 乙醛乙酸乙酯 该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置,在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。 (3)乙醇脱氢法 采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯,经高低压蒸馏除去共沸物,得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。 2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2 乙醇乙酸乙酯氢 (4)乙烯加成法 在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下,乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。 CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3

乙酸乙酯的生产

乙酸乙酯的生产 吴尚08化工040803222 摘要:介绍了乙酸乙酯的原料及产品的价格和物理数据等,同时对工业生产乙酸乙酯的反应机理、工艺路线、工艺流程、主要设备、产品分离、三废处理进行了分类介绍。 关键词:乙酸乙酯;生产工艺;物理数据 乙酸乙酯,又名醋酸乙酯,是乙酸的主要下游产品,是重要的精细化工原料。它是一种具有优异溶解性能和快干性能的溶剂,已广泛应用于化工、医药、纺织、染料、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂的生产中,或作为原料、或作为工艺溶剂、萃取剂、稀释剂等等;由于它具有天然水果香味,因此还可作为调香剂组分,应用于香料、食品工业中;也可作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠等的生产;作为提取剂用于医药、有机酸的产品的生产等;此外还可用作生产菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料。近年来乙酸乙酯在国内外的应用增长较快,随着国内涂料、粘合剂产品环保要求的进一步提高,乙酸乙酯作为无毒溶剂,其应用得到广泛的重视,我国涂料行业已逐渐使用环保型涂料,因此将会进一步推动乙酸乙酯的市场增长。 一、乙酸乙酯的物理参数 外观:无色澄清液体。 香气:有强烈的醚似的气味,清灵、微带果香的酒香,易扩散,不持久。 熔点(℃):-83.6; 折光率(20℃):1.3708—1.3730; 沸点(℃):77.06; 相对密度(水=1):0.894—0.898; 相对蒸气密度(空气=1):3.04; 饱和蒸气压(kPa):13.33(27℃); 燃烧热(kJ/mol):2244.2; 临界温度(℃):250.1; 临界压力(MPa):3.83; 辛醇/水分配系数的对数值:0.73;

闪点(℃)(开杯):7.2; 引燃温度(℃):426; 爆炸上限%(V/V):11.5; 爆炸下限%(V/V):2.0; 室温下的分子偶极距:6.555*10^-30; 溶解性:微溶于水,溶于醇、酮、醚、氯仿等多数有机溶剂。 二、乙酸乙酯的主要生产工艺 目前,乙酸乙酯的工业生产方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成4种。传统的醋酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要采用乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成法,其中新建装置多采用醋酸/乙烯加成法,我国的乙酸乙酯则主要采用醋酸酯化法进行生产。 2.1传统的乙酸/乙醇酯化法 有机羧酸与醇类在无机强酸催化作用下发生酯化作用生成酯类,这是有机羧酸的主要性质之一,乙酸乙酯即是由乙酸和乙醇在浓硫酸催化剂参与下进行酯化反应制得的。这个反应是可逆的,将乙醇过量以及有效移除反应产生的水,可以提高乙酸乙酯的产得率,通常反应的平衡转化率为67%。 CH3COOH+C2HsOH≠CH3COOC2H5+H20 乙酸乙醇乙酸乙酯水 工业生产可以是间歇的,也可以是连续的,这主要取决于生产规模。连续的工艺流程如图1所示。 现简述于下:乙酸、95%浓度的乙醇和96%浓度硫酸(加料量的1%)混合后连续流过预热器,再导人酯化塔,在塔内允许混合物返流.适量的馏出物从塔顶馏出,塔顶温度控制在80%。 酯化塔馏出物含约70%醇、20%酯和10%水(乙酸在塔内完全消耗),被送入分离塔,在该塔内允许该三元混合物返流,从约700℃的分离塔顶馏出三元共沸物(83%乙酸乙酯,9%乙醇,8%水)导人比例混合器,与相等容积的水混合后,在澄清器内澄清分层。 底层是含有少量醇和酯的水液层,被导人分离塔下部,回收其中的酯,多余的含醇水液返回酯化塔下部,醇被蒸出,酯化塔底馏分是硫酸等重组分废液,送去废水处理系统。 澄清器上层液层含93%乙酸乙酯、5%水和2%醇,溢流进人干燥塔,在该塔内,酯被充分蒸馏除水和醇。塔顶凝液含少量酯和醇,返回酯化塔再利用,侧线取出纯度95%以上的乙酸乙酯去贮槽或再进一步精制。 由于使用硫酸作催化剂,不仅对设备造成腐蚀,大量含酸废液也造成处理困难和污染环境等问题,另外由于转化率较低,造成原料消耗高,导致生产成本增

化学实验报告——乙酸乙酯的合成

乙酸乙酯的合成 一、 实验目的和要求 1、 通过乙酸乙酯的制备,加深对酯化反应的理解; 2、 了解提高可逆反应转化率的实验方法; 3、 熟练蒸馏、回流、干燥、气相色谱、液态样品折光率测定等技术。 二、 实验内容和原理 本实验用乙酸与乙醇在少量浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯: 243323252H SO CH COOH CH CH OH CH COOC H H O ++ 副反应: 24 32322322H SO CH CH OH CH CH OCH CH H O ???→+ 由于酯化反应为可逆反应,达到平衡时只有2/3的物料转变为酯。为了提高酯的产率,通常都让某 一原料过量,或采用不断将反应产物酯或水蒸出等措施,使平衡不断向右移动。因为乙醇便宜、易得,本实验中乙醇过量。但在工业生产中一般使乙酸过量,以便使乙醇转化完全,避免由于乙醇和水及乙酸乙酯形成二元或三元共沸物给分离带来困难,而乙酸通过洗涤、分液很容易除去。 由于反应中有水生成,而水和过量的乙醇均可与乙酸乙酯形成共沸物,如表一表示。这些共沸物的沸点都很低,不超过72 ℃,较乙醇的沸点和乙酸的沸点都低,因此很容易被蒸馏出来。蒸出的粗馏液可用洗涤、分液除去溶于其中的乙酸、乙醇等,然后用干燥剂去除共沸物中的水分,再进行精馏便可以得到纯的乙酸乙酯产品。 表一、乙酸乙酯共沸物的组成与沸点 三、 主要物料及产物的物理常数 表二、主要物料及产物的物理常数

四、主要仪器设备 仪器100mL三口烧瓶;滴液漏斗;蒸馏弯头;温度计;直形冷凝管;250mL分液漏斗;50mL锥形瓶3个;25mL梨形烧瓶;蒸馏头;阿贝(Abbe)折光仪;气相色谱仪。 试剂冰醋酸;无水乙醇;浓硫酸;Na2CO3饱和溶液;CaCl2饱和溶液;NaCl饱和溶液。 五、实验步骤及现象 表三、实验步骤及现象

乙酸乙酯的合成

乙酸乙酯的制备 一、 实验目的 1. 掌握乙酸乙酯的制备原理及方法,掌握可逆反应提高产率的措施。 2. 掌握分馏的原理及分馏柱的作用。 3. 进一步练习并熟练掌握液体产品的纯化方法。 二、 实验原理 乙酸乙酯的合成方法很多,例如:可由乙酸或其衍生物与乙醇反应制取,也可由乙酸钠与卤乙烷反应来合成等。其中最常用的方法是在酸催化下由乙酸和乙醇直接酯化法。常用浓硫酸、氯化氢、对甲苯磺酸或强酸性阳离子交换树脂等作催化剂。若用浓硫酸作催化剂,其用量是醇的0.3%即可。其反应为: CH 3COOH +CH 3CH 2OH CH 3COOCH 2CH 3H 2O +CH 3CH 22 3CH 2OCH 2CH 3H 2O +CH 3CH 2OH 24 H 2O +CH 2CH 2主反应:副反应: 酯化反应为可逆反应,提高产率的措施为:一方面加入过量的乙醇,另一方面在反应过 程中不断蒸出生成的产物和水,促进平衡向生成酯的方向移动。但是,酯和水或乙醇的共沸物沸点与乙醇接近,为了能蒸出生成的酯和水,又尽量使乙醇少蒸出来,本实验采用了较长的分馏柱进行分馏。

四、 实验装置图 蒸馏装置 五、 实验流程图 4ml 乙醇5ml 浓硫酸2粒沸石 10ml 8ml 73-80 的馏分,℃ 六、 实验步骤 在100ml 三颈瓶中,加入4ml 乙醇,摇动下慢慢加入5ml 浓硫酸,使其混合均匀,并加入几粒沸石。三颈瓶一侧口插入温度计,另一侧口插入滴液漏斗,漏斗末端应浸入液面以下,中间口安一长的刺形分馏柱(整个装置如上图)。 仪器装好后,在滴液漏斗内加入10ml 乙醇和8ml 冰醋酸,混合均匀,先向瓶内滴入约2ml 的混合液,然后,将三颈瓶在石棉网上小火加热到110-120℃左右,这时蒸馏管口应有液体流出,再自滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液,控制滴加速度和馏出速度大致相等,并维持反应温度在110-125℃之间,滴加完毕后,继续加热10分钟,直至温度升高到130℃不再有馏出液为止。 馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸等,在摇动下,慢慢向粗产品中加入饱和的碳酸钠溶液(约6ml )至无二氧化碳气体放出,酯层用PH 试纸检验呈中性。移入分液漏斗中,充分振摇(注意及时放气!)后静置,分去下层水相。酯层用10ml 饱和食盐

乙酸乙酯车间工艺设计

目录 一、设计任务 (2) 二、概述 (2) 1.乙酸乙酯性质及用途 (2) 2.乙酸乙酯发展状况 (3) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 (4) 1、酯化法 (4) 2. 乙醇脱氢歧化法 (5) 3、乙醛缩合法 (6) 4、乙烯、乙酸直接加成法 (7) 5、确定工艺方案及流程 (8) 四.工艺计算 (8) 4.1. 物料衡算 (8) 4.2 初步物料衡算 (10) 五. 设备设计 (16) 5.1 精馏塔Ⅱ的设计 (16) 5.2最小回流比的估算 (18) 5.3 逐板计算 (20) 5.4 逐板计算的结果及讨论 (20) 六. 热量衡算 (21) 6.1 热力学数据收集 (21) 6.2 热量计算,水汽消耗,热交换面积 (23) 6.3 校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ) (26) 表10校正后的热量计算汇总表 (32)

乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务:乙酸乙酯车间 2.产品名称:乙酸乙酯 3.产品规格:纯度99% 4.年生产能力:折算为100%乙酸乙酯1880吨/年 5.产品用途:作为制造乙酰胺、乙酰乙酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料;用于乙醇脱水、乙酸浓缩、萃取有机酸;作为溶剂广泛应用于各种工业中;食品工业中作为芳香剂等。 由于本设计为假定设计,因此有关设计任务书中的其他项目如:进行设计的依据、厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源,与其他工业企业的关系、建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。 二、概述 1.乙酸乙酯性质及用途 乙酸乙酯又名乙酸乙酯,乙酸醚,英文名称Ethyl Acetate或 Acetic Ether Vinegar naphtha.乙酸乙酯是具有水果及果酒芳香的无色透明液体,其沸点为77℃,熔点为-83.6℃,密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。 乙酸乙酯的重要用途是工业溶剂,它是许多树脂的高效溶剂,广泛应用于油墨、人造革、胶粘剂的生产中,也是清漆的组份。它还用于乙基纤维素、人造革、油毡、着色纸、人造珍珠的粘合剂、医用药品、有机酸的提取剂以及菠萝、香蕉、草莓等水果香料和威士忌、奶油等香料。此外,还用于木材纸浆加工等产业部门。对于用很多天然有机物的加工,例如樟脑、

乙酸乙酯的工业制备方法研究

制备乙酸乙酯的工业方法研究 摘要:乙酸乙酯是一种重要的精细化学品应用比较广泛,世界需求量很大。其主要工业制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法。本文介绍了四种制法的反应原理和工艺特点,结合当代社会精细化工产业的发展特点对这几种制法进行比较分析。 关键字:乙酸乙酯酯化反应反应机理乙醛缩合乙醇脱氢乙烯加成Abstract: Ethyl acetate is an important fine chemicals,it is used widely in the world and in great demand.The main industrial preparation of ethyl acetate are acid esterification,oxidation of acetaldehyde,ethanol dehydrogenation and ethylene-plus method.This article describes the principle of the reaction system of law and process characteristics.With contemporary society characterized by the development of fine chemical industry we compare these various methods . Keywords: ethyl acetate、esterification、reaction mechanis、aldehyde condensation Dehydrogenation of ethanol、Addition of ethylene 1.前言 精细化工产品(即精细化学品)是指那些具有特定的应用功能,技术密集,商品性强,产品附加值较高的化工产品。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工已成为我国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点[1]。 乙酸乙酯( EA),又名醋酸乙酯,作为一类重要的精细化学品应用较为广泛,具有良好的溶解性、快干性,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产;也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水;在纺织工业中用作清洗剂;食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂;香料工业中是重要的香料添加剂,可作为调香剂的组分。此外,乙酸乙酯也可用作

乙酸乙酯

第一部分化学品及企业标识 化学品中文名:乙酸乙酯 化学品英文名:Ethyl acetate 企业名称:安徽时联特种溶剂股份有限公司 企业地址:安徽省安庆市皖河大道7号 邮编: 246001 传真: 联系电话: 电子邮件地址:企业应急电话: 产品推荐及限制用途:用作溶剂及合成苯的衍生物,如香料、染料、塑料、医药、炸药、橡胶等。

第二部分危险性概述 紧急情况概述:易燃液体。 GHS危险性类别:根据《化学品分类和标签规范》(GB 30000-2013),该产品属于易燃液体-2,特异性靶器官系统毒性一次接触-3,严重眼睛损伤/眼睛刺激性 -2. 标签要素: 标签要素: 象形图: 警示词:危险 危险信息:高度易燃液体和蒸气;可能引起呼吸道刺激,可能引起昏昏欲睡或眩晕; 引起严重眼睛刺激。 防范说明:该物质对环境有危害,应特别注意对水体的污染。 【预防措施】 远离热源、火花、明火和热表面。 禁止吸烟。保持容器密闭。 使用防爆的电气/ 通风/ 照明设备。只能使用不产生火花的工具。采 取防止静电放电的措施。 避免吸入粉尘/烟/气体/烟雾/蒸气/喷雾。操作后彻底清洁皮肤。使用 本产品时不要进食、饮水或吸烟。 只能在室外或通风良好之处使用。戴防护手套/穿防护服/戴护目镜/戴 面罩。 【应急响应】 如果吞咽并觉不适: 立即呼叫解毒中心或就医。 如皮肤(或头发)沾染:立即去除/ 脱掉所有沾染的衣服。用水清洗皮 肤/ 淋浴。如觉皮肤刺激:求医/就诊。脱掉玷污的义务,清洗后方可 再用。

如吸入:将患者移至新鲜空气处并保持呼吸舒适姿势休息。 如与眼睛接触:用水缓慢温和地冲洗几分钟。如戴隐形眼镜并可方便 的取出,然后继续冲洗。如仍觉眼睛刺激:求医/就诊。 如食入:漱口,呼救解毒控制中心或医生。 火灾时:用干砂,干粉或抗溶性泡沫扑灭。 【安全储存】 存放于通风良的地方。保持容器密闭。保持低温。存放处须加锁。 【废弃处置】 将内容物/ 容器处理到得到批准的废物处理厂。 物理化学危险:高度易燃液体,遇强氧化剂或明火有火灾危险,高温天气下暴露在空气中有自燃危险。 健康危害:吸入:吸入可能有害。可能引起呼吸道刺激。蒸气可引起睡意和眩昏。摄入:误吞对人体有害。皮肤:如果通过皮肤吸收可能是有害的。可能造成皮肤刺激。眼睛:造成严重眼刺激。 环境危害:对水生生物有害,污染水源。

乙酸乙酯

乙酸乙酯 乙酸乙酯的分子式是C4H8O2,CAS号为141-78-6.是乙酸中的羟基被乙氧基取代而生成的化合物。 无色透明液体,有水果香,易挥发,对空气敏感,能吸水分,水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂,也是制药工业和有机合成的重要原料。 基本信息 乙酸乙酯 Aceticether 醋酸乙酯 CH3COOC2H5 相对分子质量 有机物-酯 不管制 密封阴凉干燥保存 展开 分子结构 基本信息 中文名称:乙酸乙酯 英文名称:Ethyl acetate 中文别名:醋酸乙酯;醋酸乙脂 英文别名:Acetic acid ethyl ester; ethyl acetate B&J brand 4 L; ETHYLACETATE ULTRA RESI-ANAL.; ETHYL ACETATE CAPILLARY GRADE; Ethyl Acetate Specially Purified - SPECIFIED; Acetic Ether; RFE; acetic ester CAS号:141-78-6 分子式:C4H8O2 分子量:

物性数据 1.性状:无色澄清液体,有芳香气味,易挥发。[1] 2.熔点(℃):[2] 3.沸点(℃):[3] 4.相对密度(水=1):(20℃)[4] 5.相对蒸气密度(空气=1):[5] 6.饱和蒸气压(kPa):(20℃)[6] 7.燃烧热(kJ/mol):-2072[7] 8.临界温度(℃):[8] 9.临界压力(MPa):[9] 10.辛醇/水分配系数:[10] 11.闪点(℃):-4(CC);(OC)[11] 12.引燃温度(℃):[12] 13.爆炸上限(%):[13] 14.爆炸下限(%):[14] 15.溶解性:微溶于水,溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂。[15] 16.黏度(mPa·s,20oC): 17.闪点(oC,闭口):-3 18.闪点(oC,开口): 19.燃点(oC): 20.蒸发热(KJ/mol,.): 21.熔化热(KJ/mol): 22.生成热(KJ/mol): 23.(KJ/(kg·K),,定压): 24.电导率(S/m,25oC):×10-9 25.热导率(W/(m·K),20oC): 26.体膨胀系数(K-1,20oC): 27.临界密度(g·cm-3): 28.临界体积(cm3·mol-1):286 29.临界压缩因子: 30.偏心因子: 31.溶度参数(J·cm-3): der Waals面积(cm2·mol-1):×109 der Waals体积(cm3·mol-1): 34.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):

乙酸乙酯的制备

\\乙酯的制备 一、 实验目的 1. 掌握乙酸乙酯的制备原理及方法,掌握可逆反应提高产率的措施。 2. 掌握分馏的原理及分馏柱的作用。 3. 进一步练习并熟练掌握液体产品的纯化方法。 二、 实验原理 乙酸乙酯的合成方法很多,例如:可由乙酸或其衍生物与乙醇反应制取,也可由乙酸钠与卤乙烷反应来合成等。其中最常用的方法是在酸催化下由乙酸和乙醇直接酯化法。常用浓硫酸、氯化氢、对甲苯磺酸或强酸性阳离子交换树脂等作催化剂。若用浓硫酸作催化剂,其用量是醇的0.3%即可。其反应为: CH 3COOH +CH 3CH 2OH CH 3COOCH 2CH 3H 2O +CH 3CH 223CH 2OCH 2CH 3H 2O +CH 3CH 2OH 24 H 2O +CH 2CH 2主反应:副反应: 酯化反应为可逆反应,提高产率的措施为:一方面加入过量的乙醇,另一方面在反应过 程中不断蒸出生成的产物和水,促进平衡向生成酯的方向移动。但是,酯和水或乙醇的共沸物沸点与乙醇接近,为了能蒸出生成的酯和水,又尽量使乙醇少蒸出来,本实验采用了较长的分馏柱进行分馏。

四、 实验装置图 蒸馏装置 五、 实验流程图 4ml 乙醇5ml 浓硫酸2粒沸石 10ml 8ml 73-80 的馏分,℃ 六、 实验步骤 在100ml 三颈瓶中,加入4ml 乙醇,摇动下慢慢加入5ml 浓硫酸,使其混合均匀,并加入几粒沸石。三颈瓶一侧口插入温度计,另一侧口插入滴液漏斗,漏斗末端应浸入液面以下,中间口安一长的刺形分馏柱(整个装置如上图)。 仪器装好后,在滴液漏斗内加入10ml 乙醇和8ml 冰醋酸,混合均匀,先向瓶内滴入约2ml 的混合液,然后,将三颈瓶在石棉网上小火加热到110-120℃左右,这时蒸馏管口应有液体流出,再自滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液,控制滴加速度和馏出速度大致相等,并维持反应温度在110-125℃之间,滴加完毕后,继续加热10分钟,直至温度升高到130℃不再有馏出液为止。 馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸等,在摇动下,慢慢向粗产品中加

乙酸乙酯

乙酰乙酸乙酯的制备 摘要本实验是为了了解 Claisen 酯缩合反应的机理和应用,熟悉在酯缩合反应中金属钠的应用和操作注释,复习液体干燥和减压蒸馏操作,并且了解乙酰乙酸乙酯的性质及用途。 关键词乙酰乙酸乙酯 Claisen 酯缩合反应减压蒸馏 前言乙酰乙酸乙酯是无色至淡黄色澄清液体,微溶于水,易溶于乙醚、乙醇有刺激性气味。可燃,遇明火、高温或接触氧化剂有发生燃烧的危险有醚样和苹果似的香气。广泛应用于食品香精中,主要用于调配苹果、杏、桃等食用香精。制药工业用于制造氨基比林、维生素B等。染料工业用于合成染料的原料和用于电影基片染色。有机工业用于作溶剂和合成有机化合物的原料。 实验部分 一.实验目的 (1)掌握克莱森酯缩合反应及互变异构现象 (2)掌握无水操作及减压蒸馏等操作 二.实验原理(半衡量实验) 含有α-氢的酯在碱性催化剂存放下,能与另一分子的酯发生克莱森酯缩合反应,生成β-酮酸酯,乙酰乙酸乙酯就是通过这个反应来制备的。其催化剂是乙醇钠,由金属钠和残留在乙酸乙酯的少量乙醇作用产生。乙酰乙酸乙酯的生成经过如下一系列平衡反应:

随着反应的进行不断地生成乙醇,反应就不断地进行,直至钠消耗完。 本实验要求反应系统是无水的,因为水的存在可造成钠的损失和Na OH的产生, 后者会使酯发生皂化,降低反应的收率。通常,在该反应中酯是过量的,如果钠过量, 乙酸乙酯可以被还原并缩合成3-羟基-2-丁酮。 金属钠在使用时通常使用钠珠或钠丝,使其与酯的接触面尽可能大些,本实验将金 属钠切成细薄片,也是为了提高反应速度。但要注意动作迅速,防止金属钠被空气氧化。 二. 实验装置 球形冷凝管 圆底烧瓶 干燥管 克氏蒸馏头 接真空系统 三.实验内容 一、试剂和器材 试剂:乙酸乙酯、金属钠、乙酸、碳酸钠、无水碳酸钠、氯化钠、氯化钙、无水硫酸镁 器材:磁力搅拌电热套、圆底烧瓶(50mL )、球形冷凝管、干燥管、分液漏斗 克氏蒸馏烧瓶(50mL )、温度计、真空接收管、直形冷凝管、减压系统装置。 二、实验步骤 将所用的玻璃仪器烘干,乙酸乙酯加入无水碳酸钾固体干燥。 在100mL 圆底烧瓶中,加入25mL 干燥的乙酸乙酯,小心地称取1.5g 金属钠块,快速

4-工业乙酸乙酯中醋酸含量的测定习题及答案(精)

一、选择题 1、用H2 C2 O4 · 2H2O 标定KMnO4溶液时,溶液的温度一般不超过(D ),以防H2 C 2 O 4的分解。 A. 60 ° C B. 75 ° C C. 40 ° C D. 85 ° C 2、用纯水将下列溶液稀释10 倍,其中pH 值变化最大的是(A )。 A. 0.1 mol/L HCl B. 0.1 mol/L HAc C. 1 mol/L NH 3 · H 2 O D. 1 mol/L HAc + 1 mol/L NaAc 3、用同一KMnO 4 标准溶液分别滴定等体积的FeSO 4 和H 2 C 2 O 4 溶液,消耗等体积的标准溶液,则FeSO 4与H 2C 2O 4两种溶液的浓度之间的关系为(A )。 A. B. C. D. 4. 若用0.1000mol/L KOH溶液分别滴定2 5.00mL 某H2SO4和HAc溶液,若消耗的体积相等, 则表示这两种溶液中 ( D ) (A) [H+]相等(B) c(H2SO4) = c(HAc) (C) c(H2SO4) = 2c(HAc) (D) 2c(H2SO4) = c(HAc) 5. 现有一含H3PO4和NaH2PO4的溶液,用NaOH标准溶液滴定至甲基橙变色, 滴定体积为a(mL)。同一试液若改用酚酞作指示剂, 滴定体积为b(mL)。则a 和b 的关系是( C ) (A) a>b(B) b = 2a(C) b>2a(D) a = b 二、简答 1、与其他基准物质比较,邻苯二甲酸氢钾有什么优点? 答案: 邻苯二甲酸氢钾易制得纯品,在空气中不吸水,易保存,摩尔质量大,与NaOH反应的计量比为1:1 2、已标定的NaOH溶液在保存中吸收了二氧化碳,用它来测定HCI的浓度,若以酚酞为指示剂对测定结果有何影响?改用甲基橙,又如何? 答案: 测定C HCI,用酚酞指示剂,偏高(多消耗NaOH)

乙酸乙酯的几种制备方法

几种工业乙酸乙酯制备方法的技术经济对比 李雄 (中国石化上海石油化工股份有限公司,200540) 乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一,其制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。相对比,乙醛缩合法生产乙酸乙酯路线投资低、成本也较低,较适合乙醛富裕地区投资生产。 关键词:乙醛乙酸乙酯技经指标成本 1 用途及市场情况介绍 乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,是应用最广泛的脂肪酸酯之一,具有优良的溶解性能,是一种快干性的、极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产;也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水;在纺织工业中用作清洗剂;食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂;香料工业中是最重要的香料添加剂,可作为调香剂的组分。以外,EA也可用作粘合剂的溶剂、油漆的稀释剂以及制造药物、染料的原料。 1.1 国际市场分析 乙酸乙酯由于其特殊的性能,在世界化工市场相当活跃。美国和日本是世界上最大的乙酸乙酯生产和消费国。全世界生产能力中美国占31.73%,日本占35.75%。美国的主要生产公司是Eastman公司、Hoechst Calanese及孟山都公司,总生产能力为127 kt/a。日本的主要生产公司是千叶乙酸乙酯、日本合成化学、德山石油化学及协和油化,总生产能力为193 kt/a。 在亚洲地区,乙酸乙酯的主要市场是日本、中国和东南亚。日本是该地区乙酸乙酯的净出口国,有近50%的生产能力在日本,该地区的生产缺口达70 kt/a,目前主要从美国和欧洲进口。近年来,日本的乙酸乙酯产量以每年10%的速率增长,增加量基本用于出口。 1.2 国内供需及预测 (1)生产能力 目前,我国乙酸乙酯的生产企业有30多家,年生产能力在万吨以上的仅有两家,其余均为千吨级生产装置,除上海石化采用乙醛法生产、山东临沭化肥厂是采用乙醇脱氢法生产外都是采用直接酯化法。 (2)产量和进口量

乙酸乙酯生产过程脱水及精馏工艺流程集成

发明名称:乙酸乙酯生产过程脱水及精馏工艺流程集成 摘要 一种乙酸乙酯脱水精制部分脱水塔与成品塔合二为一的新工艺,采用侧线抽出的复杂塔设计,分别从塔顶、塔底及中段抽出三种产品。与现有技术中的乙酸乙酯精制工艺和设备相比,具有工艺流程短、设备投资少、操作费用低、节能等特点。

权利要求 1.一种精制乙酸乙酯的节能分离工艺,主要包括精馏分离单元;反应产物粗乙酯从精馏塔中部进入精馏塔,温度为75℃—78℃;在压力为 1.0am-1.3am 条件下,乙醇、水和乙酯形成三元共沸物,从精馏塔顶抽出头油(主要成份为乙醇、水和少量乙酯),经过冷凝器冷凝后,进入分液罐,经分相后,部分乙酯、乙醇回流,回流比为6-11;塔底残留液为含有乙酸的酸液,从塔底排出;塔中出产品乙酸乙酯,乙酸乙酯经冷却后,部分回流,回流比为1-5; 2.如权利要求1所述的分离工艺,其特征在于精馏塔的压力为1.0am-1.3am,塔顶温度为70℃-78℃,塔中温度为80℃-87℃,塔底温度为83℃-90℃;3.如权利要求1所述的分离工艺,其特征在于该设备只含一套精馏塔。

乙酸乙酯生产过程脱水及精馏工艺流程集成 技术领域 本发明属于乙酸乙酯的分离技术领域。 背景技术 据检索,在本发明作出之前,尚未发现与本发明特别相关的文献。 乙酸乙酯是一种重要的化工原料,在香料、医药及油漆工业中有着广泛的应用。工业上生产醋酸乙酯是以乙酸和乙醇为原料,浓硫酸为催化剂在反应釜中进行的。在提纯醋酸乙酯的过程中,由于产物水和乙醇能与醋酸乙酯形成二元和三元恒沸物,常温下也部分互溶,给醋酸乙酯的提纯带来了很大的困难。目前工业上主要是利用醋酸乙酯-乙醇-水的恒沸组成与常温下互溶度的差别,进行循环精馏-冷凝-回流脱水,其工艺流程见附图1。在此生产过程中主要包括两个部分,1.乙酸、乙醇在反应器中合成乙酸乙酯,2.从生成的酯、醇和水的混合物中经过三级精馏分离出浓度在99%以上的乙酸乙酯。第二部分是一个典型的化工分离过程。在此过程中,利用乙酸乙酯与水部分互溶的性质,在分层器中让酯相回流脱水,水相送到回收塔,逐步把恒沸精馏的塔顶恒沸物(采出的酯、水、醇)中的水除去,使酯的纯度不断提高。但由于恒沸组成的含水量与常温下部分互溶的含水量相差较小,使回流酯的带水能力很差,导致酯化塔和脱水塔的回流比很大,结果使醋酸乙酯的生产能耗很高。 邱学青、蔡进团等人研究过促进剂对酯-水二元体系互溶度的影响,通过添加促进剂,改变三元组分的液-液平衡,达到常温下分出水,提纯醋酸乙酯的目的。并进行了工业应用的基础研究,为工业生产醋酸乙酯提供一种节能的分离方法。其工艺流程与附图1所示流程相比,增加了一套萃取装置和促进剂回收装置。即从酯化塔出来的粗酯,先经促进剂脱水处理后,一部分回流酯化塔,其余输送到脱水塔。 上述工艺流程的缺点在于:受乙酯带水量制约,酯化塔现有回流比偏高,造成装置能耗较高:工艺流程设计存在不合理之处。 针对现有粗酯脱水精制工艺存在的问题,本发明通过流程耦合进行相应的精馏过程集成改进,采用带中段抽出的复杂塔,进行现有脱水塔、成品精馏塔二塔分离流程的耦合集成。废水及轻组分从塔顶采出,含部分醋酸的塔底重料从塔底排出,乙酯成品则考虑从塔中采出。其工艺流程见附图2。 显而易见,本发明所涉及的设备,比采用传统工艺生产乙酸乙酯的设备简化了许多,将脱水塔、成品塔两套设备合在一起,通过过程耦合集成,从根本上提

工业乙酸乙酯的制备方法

工业乙酸乙酯的制备方法 目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法,在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺,在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法,1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50 kt/a生产装置。 (1)乙酸酯化法 乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法,在催化剂存在下,由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。 CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O 乙醇乙酸乙酸乙酯水 反应除去生成水,可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强,在国际上是属于被淘汰的工艺路线。 (2)乙醛缩合法 在催化剂乙醇铝的存在下,两个分子的乙醛自动氧化和缩合,重排形成一分子的乙酸乙酯。 2CH3CHO→CH3COOCH2CH3 乙醛乙酸乙酯 该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置,在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。 (3)乙醇脱氢法 采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯,经高低压蒸馏除去共沸物,得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。 2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2 乙醇乙酸乙酯氢 (4)乙烯加成法

在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下,乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。 CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3 乙烯乙酸乙酸乙酯 该反应乙酸的单程转化率为66%,以乙烯计乙酸乙酯的选择性为94%。Rhone-Poulenc 、昭和电工和BP等跨国公司都开发了该生产工艺。 由于上海石化股份有限公司具有丰富的乙烯、乙酸和乙醛,故本文对乙酸酯化法、乙醛缩合法和乙烯加成法生产乙酸乙酯的技术经济指标予以对比分析。 技术经济指标对比 对于同为80 kt/a级的工业乙酸乙酯生产装置,分析其各项经济技术指标,对比如表2。表2 乙酸乙酯各工艺路线技术经济指标对照 工艺路线 乙醛缩合法 乙烯加成法 酯化法 原料单耗 /t·t-1 乙烯 - 0.355 乙醛 1.02 乙酸 0.718 0.692 乙醇 - 0.533 其他 0.005 0.01 0.005

乙酸乙酯的工业生产方法

乙酸乙酯的工业生产方法乙酸乙酯(EA)又名醋酸乙酯,是醋酸的一种重要的下游产品,具有优异的溶解性、快干性,在工业中主要用作生产涂料(油漆和瓷漆)、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂以及人造纤维等的溶剂,也可作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠等的生产,作为提取剂用于医药、有机酸的产品的生产等·,此外还可用作生产菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料,用途十分广泛,发展前景看好。 目前,乙酸乙酯的工业生产方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成法4种。传统的醋酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰,而大规模生产装置主要采用乙醛缩合法、乙醇脱氢法和醋酸/乙烯加成法,其中新建装置多采用醋酸/乙烯加成法,我国的乙酸乙酯则主要采用醋酸酯化法进行生产。 1醋酸酯化法 醋酸酯化法是乙酸乙酯最常见的生产方法,是在催化剂(通常为硫酸)存在下,醋酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,该方法适用于拥有大量低成本乙醇的地区。传统的酯化法生产工艺技术成熟,原料供应充足,生产工艺简单,投资少,在世界范围内,尤其是在美国和西欧地区被广泛采用。由于酯化反应可逆,转化率只有约67%,为增加转化率,一般采用乙醇过量的方法,并在反应过程中不断分离出生成的水。根据生产需要,既可采取间歇生产,也可采取连续式生产。该法存在反应温度高,乙酸利用率低,易发生副反应,产品处理困难、催化剂对设备腐蚀性强,废液污染环境以及生产成本高等缺点。 面对传统醋酸酯化法工艺以浓硫酸为催化剂的诸多问题,新近研究开发工作主要集中在对催化剂和生产工艺的改进上。主要有分子筛合成法、杂多酸合成法、联产法以及催化精馏法等。 1.1分子筛法 分子筛合成法主要是指以分子筛,可固载的催化剂等作催化剂的合成方法。此种工艺是将催化剂经过特殊处理,固载到某种团体物质上,制成大小均匀有一定粒度的颗粒,然后填装到特制的反应器中。此反应器下部是容器,起到加热物料的作用。中部装催化剂,起到催化缩合的作用,上部是精馏段,起到分离产品的作用。工艺过程为:用耐酸泵将配好的物料(酸稍过量)输送到反应器下部,加热到150℃左右汽化,控制反应器中部反应温度在110-120℃起缩合反应,反应混合物在精馏分离,未反应的物料返回到反应器下部继续反应。精馏段的温度控制在75℃左右,得到含酯量在94%以上的粗产品,若需要得到含酯量在98驰以上的产品,用无水硫酸镁干燥即可。分子筛法具有工艺流程短、设备紧凑且少,生产连续化、产品得率高,产品成本低,设备腐蚀小,催化剂寿命长等优点,不足之处是反应器制作技术要求高,设备制造费用大,物料需要加热到较高温度,热量损失大,且物料返回较多等。 1.2杂多酸合成法 此种乙酸乙酯合成法包括使用多元固体酸直接催化的生产方法。此种工艺是将预先制好的杂多酸催化剂加入到反应物料中起催化作用。工艺过程为:用耐酸泵将配好的反应物料(酸稍过量)输送到缩合釜,加入催化剂升温到120-130℃进行缩合反应,产品混合物人精馏塔进行分离,精馏塔温度控制在70℃左右,得到含酯量在95%左右的粗产品,再用无水硫酸镁进行干燥脱水处理可得到含量98%以上的产品,未反应的物料返回到缩合釜循环使用。杂多酸合成法具有设备技术要求不高,制造费用低,操作简单,物料反应较完全,产品得率较高,缩合温度较’低,热能耗低,设备腐蚀小,缺点是设备多,总投资费用大,工艺流程长,生产周期较长,催化剂需要特别制造技术,价格昂贵等。 1.3催化精馏法 催化精馏法以固体酸为催化剂的连续催化精馏法,属非均相反应精馏过程,是酯化反应的发展方向,与以浓硫酸为催化剂的间歇搅拌式传统酯化生产工艺相比具有酯化连续进行,转化率高;

乙酸乙酯的生产工厂概念设计

目录 一、设计任务 (3) 二、概述 (3) 1.乙酸乙酯性质及用途 (3) 2.乙酸乙酯发展状况 (4) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 (5) 1、酯化法 (5) 2. 乙醇脱氢歧化法 (6) 3、乙醛缩合法 (7) 4、乙烯、乙酸直接加成法 (8) 5、确定工艺方案及流程 (9) 四.工艺计算 (9) 4.1. 物料衡算 (9) 4.2 初步物料衡算 (11) 五. 设备设计 (17) 5.1 精馏塔Ⅱ的设计 (17) 5.2最小回流比的估算 (19) 5.3 逐板计算 (21) 5.4 逐板计算的结果及讨论 (21) 六. 热量衡算 (22) 6.1 热力学数据收集 (22)

6.2 热量计算,水汽消耗,热交换面积 (24) 6.3 校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ) (27) 表10校正后的热量计算汇总表 (33)

乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务:乙酸乙酯车间 2.产品名称:乙酸乙酯 3.产品规格:纯度99% 4.年生产能力:折算为100%乙酸乙酯1880吨/年 5.产品用途:作为制造乙酰胺、乙酰乙酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料;用于乙醇脱水、乙酸浓缩、萃取有机酸;作为溶剂广泛应用于各种工业中;食品工业中作为芳香剂等。 由于本设计为假定设计,因此有关设计任务书中的其他项目如:进行设计的依据、厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源,与其他工业企业的关系、建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。二、概述 1.乙酸乙酯性质及用途 乙酸乙酯又名乙酸乙酯,乙酸醚,英文名称Ethyl Acetate或Acetic Ether Vinegar naphtha.乙酸乙酯是具有水果及果酒芳香的无色透明液体,其沸点为77℃,熔点为-83.6℃,密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。 乙酸乙酯的重要用途是工业溶剂,它是许多树脂的高效溶剂,广泛应用于油墨、人造革、胶粘剂的生产中,也是清漆的组份。它还用于乙基纤维素、人造革、油毡、着色纸、人造珍珠的粘合剂、医用药品、有机酸的提取剂以及菠萝、香蕉、草莓等水果香料和威士忌、奶油等香料。此外,还用于木材纸浆加工等产业部门。对于用很多天然有机物的加工,例如樟脑、

年产5万吨乙酸乙酯生产工艺的毕业设计

毕业设计(论文)设计(论文)题目:5万吨/年乙酸乙酯生产工艺设计 学院名称:化学工程学院 专业:化学工程与工艺 班级:07-1 姓名:应志飞学号07402010423 指导教师:周琦职称讲师 定稿日期:2011 年 5 月22 日

中文摘要 摘要 乙酸乙酯是一种重要的化工溶剂。乙酸乙酯在涂料、粘合剂、制药和油墨等领域的应用十分广泛,其合成过程也受到广泛重视。传统的乙酸乙酯合成工艺为酯化法,即乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法等是近年来开发的新技术[1],相对于传统的合成工艺,乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法因其热力学上的有利性和经济上的合理性,被许多中外企业所采用。但基于国情及各方面的因素考虑,本论文采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯,并用了ASPEN模拟进行了物料和热量衡算。 关键词:乙酸乙酯;乙醇脱氢法;工艺设计;ASPEN模拟;衡算

英文摘要 ABSTRACT Ethyl acetate (EA) is an important chemical solvent. EA is widly used in applications of coatings, adhesives, pharmaceuticals and printing ink and its synthesis meyhod has get a lot of interests. The traditional synthesis method of EA is esterification, in which EA was made by direct esterification of ethanol and acetic acid with a sulphuric acid catalyst.Aldehyde condensation, dehydrogenation of ethanol and acetate/ethylene addition reaction are the new technologies developed in recent years. Compared with the traditional synthesis, these new methods have adopted by many Chinese and foreign enterprises because of its favorable thermodynamic and economic rationality. However,based on national conditions and taking into consideration various aspects, this thesis used Ethanol dehydrogenation was to produce ethyl acetate. ASPEN simulation is carried out to calculate the material and heat balance. Key Words:Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was; Process design; ASPEN simulation; Balance calculation II

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