乙酸乙酯合成技术现状及其进展_崔小明.docx

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1、2009年第 7期 精细化工原料及中间体 专家论坛 一 5 一 卵年乙醛、醋酸及其衍生这 j物技术、市场研讨会论文摘选 ! 乙酸乙酯合成技术现状及其进展 崔小明 (北京燕山石油化工公司研究院, 102500) 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。

2、 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

3、可逆,转化率只有约 67%,为增加转化率, -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。 而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

4、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 150T左 右汽化 ,控制反应器中部反应温度在 110-120T; 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丈左右,得到含酯量在 94%以上的粗产品,若需要 得到含酯量在 98%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

5、,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: 用耐酸栗将配好的反应物料(酸稍过量)输送到缩合 釜,加入催化剂升温到 120-130T进行缩合反应,产 品混合物入精馏塔进行分离,精馏塔温度控制在 70丈左右,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

6、备技术要求不高,制造费用低,操作 6 专家论坛 精细化工原料及中间体 2009年第 7期 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

7、纯 度高,色泽浅;三废排放少,产品质量较高等优点。近 年来,催化精馏的研宄由 20世纪 80年代的纯工艺 开发向过程共同规律研宄的方向发展,在应用基础 研究、工程研宄、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 待进一步深入研宄。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宄还几乎为空白。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

8、 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宄。 1995年,广西 化工研宄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宄人员以自制的填 料型 S0427A1203-A1 和 S0427 Zr02 -A1203-A1 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宄,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

9、流量为 lmol/h。 所制备的 S0427Zr02-Al203-Al 和 S0427A1203-A1 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 H(3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

10、:1;乙醇进料质量空速为 0.6h-乙酸 /乙醇 侧线进料物质的量比 3:1,回流比 R=l,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宄了 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馆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

11、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. 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

12、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,进入三级 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

13、求灵 活调整。从而可以降低投资成本和操作成本。以前建 2009年第 7期 精细化工原料及中间体 专家论坛 1 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。 1.5盐析法 清华大学科研人员在开发非高分子固体酸催化 剂PMB-2的基础上,又开发了乙酸乙酯新的绿色节 能工艺流程 -非高分子固体酸催化酯化 -加盐萃取 精馏联合法。该工艺具有以下特点: ( 1)控制酯化塔 产物不含乙醇和乙酸,减少了乙酯中分离乙醇和乙 酸的分离步骤,降低了设备投资; ( 2)减少了一次相 变步骤,降低了能耗;据称,与传

14、统的醋酸酯化法生 产工艺相比,该方法可减少 20%-25%的能耗。 ( 3)采 取加盐萃取精馏分离水和乙酸乙酯,分离效率高,能 耗低; ( 4)乙酸、乙醇加料摩尔比约为 1:1,反应完 全,大幅度降低了乙醇的消耗; ( 5)采用非高分子固 体酸催化剂,减少了副反应,大 大降低了浓硫酸对设 备的腐蚀,延长了设备的维修周期。该方法目前己经 在我国部分企业实现了改造。 1.6其他方法 河北科技大学和石家庄新宇三阳实业有限公司 合作开发了一种生产乙酸乙酯的方法,该方法以乙 酸和乙醇为原料,反应原料乙酸与乙醇的进料摩尔 比为 1-1.5,催化剂选用 LaZSM-5固体酸或磷钼杂 多酸或 Ti02/S04

15、_2-HZSM-5或磷钨酸或甲磺酸,萃 取剂由丙三醇、乙二醇、醋酸钾、醋酸钠、氯化钠、氯 化钾组成,反应温度 80-140,回流介质采用精制 的乙酸乙酯,回流比介于 1.5-2.0之间。其优点是在 酯化反应中降低了粗酯中的醇含量,减轻了脱水塔 的分离负荷,降低了脱水塔采头酯量,对环境基本无 污染,减轻了排放物的后处理工作,克服了现行工艺 生产能耗大,原料消耗较大,设备腐蚀严重的缺点, 避免了高温萃取精馏腐蚀设备的问题,最终乙酸乙 酯纯度可达到 99.99%。 中石化南阳石蜡精细化工厂研宄人员利用反应 精馏装置研宄了乙酸和乙醇直接酯化法合成乙酸乙 酯的转化条件,加热温度为 200T, 浓硫酸质量

16、占混 合物总质量的 0.6%,回流比为 3:1,乙酸和乙醇的 摩尔比为 1.15:1。以反应精馏方式进行 时,乙醇转化 率、乙酸乙酯收率分别为 94.09%和 60.45%,明显高 于普通蒸馏法,而乙醇转化为乙酸乙酯的选择性变 化不大。反应精馏法制备乙酸乙酯具有成本低,原料 利用率高,产物收率高的特点。 2乙醛缩合法 乙醛缩合制乙酸乙酯工艺由俄罗斯化学家 Tischenko于 20世纪初开发成功,因而该工艺又称 为 Tischenko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

17、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丈,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

18、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 Wacker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 ( 0-20T)进行,反应条件温和,反应转化率和收 率都

19、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宄分院开发了以乙 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 -8 - 专家论坛 精细化工原料及中间体 2009年第 7期 年

20、 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宄院也开发了乙醛缩合 工艺,并且具备工业化的条件,综合技术经济指标己 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

21、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

22、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 来的研宄开发热点。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

23、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

24、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,再进入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 24CTC。 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

25、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(现在的金沂蒙集团公司)使用此技术, 建成了一套 5000吨 /年工业生产装置。另外,西南化 工研宄院和中科院长春应 用化学研宄所也分别开发 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

26、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Zn0、 Zr02、 Al203、 Cr203以及 Ti02等。目前用 于工业试验或生产的催化剂主要有: (l) 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 CuCr02,称 为亚铬酸铜。为了増强其耐热性,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%乙醇、 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 2009年第 7期 精细化工原料及中间体 专家论坛

27、-9 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C#为低价,但难以避免 C, 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

28、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。清华大学研宄人员对该催化剂进 行了比较详细的研宄,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。己工业化的分离方法有: 加 压精馏法。加 压可破坏恒沸物,仅

29、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。 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。 水萃取精馏法。 a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 /t乙酸乙酯。据悉西南化工研宄院使用该方 法。 (2) 副产物丁酮脱除技

30、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

31、(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- 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 95T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 Si02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入 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1101、用空气流吹扫所得固

32、体物质,最 后再将所得固体放在 H4SiW12 4 溶液中浸渍,浸渍 后同样在 llOT、 用空气流吹扫。该催化剂在温度为 160T; 、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。 日本室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-Al-0催化剂,该催化剂在 220T; 、 IMPa 下进

33、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、 223T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 显的提尚。 5结束 语 (1)传统酯化法技术成熟,但由于灵活性较差, 因而如果新建装置采用该方法进行生产,可考虑采 用乙酸乙酯 /醋酸丁酯联产法,灵活调节两种产品的 生产,或采用清华大学研制开发的新的乙酸乙酯绿 色节能工艺流程(非高分子固体酸催化酯化 -加盐 萃取精馏联合法)对现有装置进行技术改造,以降低 -10 - 专家论坛 精细化工原料及中间体 2009年第 7期 生产成本,增

34、强装置的抗风险能力 (2) 乙醛缩合法虽然具有自己的特点,我国对该 工艺的研宄也取得了很好的结果,但由于经济上无 法与新开发的醋酸 /乙烯加成法相竞争,故除己建装 置因尚处于生产期内继续进行生产外,新建装置估 计将不会再采用此工艺。 (3) 由乙烯和乙酸加成生产乙酸乙酯是一种较 先进的生产工艺,将是未来一段时间内发展的方向, 国外新建装置大多采用该工艺。国内有关乙烯生产 企业也可以充分利用原料优势,从乙烯和甲醇低压 羰基合成的价格低廉的乙酸制取经济附加值较高的 乙酸乙酯。 (4)乙醇脱氢法技术先进,环境友好,我国吉林 燃料乙醇公司和山东海化集团有限公司己经引进国 外技术建成工业生产装置,清华大

35、学等单位对该生 产技术也进行了较为系统的研宄,取得了较好的结 果,为此,有关企业可以在消化吸收国外技术的基础 上,结合国内实际情况,适时发展乙醇脱氢法先进工 艺,以提升产品的国际竞争力。 (本文为摘选,详见 2008年论文集) 年乙醛、醋酸及其衍生物技术、市场研讨会 论文集有售 中国石油和化学工业协会于 2008年 9月 19-21号在四川成都市召开了 2008年乙醛、醋酸及其衍 生物技术、市场研讨会 , 现尚有少量论文集可供出售,每本 100元(包括邮费 ), 欲购从速,款到即寄。 论文集的主要内容有: 1)用煤层气 ( CMM)生产甲醇的探讨; 2)化学工业节能减排必须以 ” 科学发展观

36、作指导; 3)气相甲醇 羰基化镍催化剂的研究; 4)高分子负载镍催化剂对甲醇羰基化反应催化性能的研究; 5)羰基合成醋酸工 艺的虚拟装置; 6)单质碘制备碘化氢的机理初探; 7)醋酸生产与市场消费分析; 8)设备集成与优化 -从 原油分馏塔到羰基合成醋酸的分离系统; 9)WebField ECS-100 DCS在醋酸装置中的应用; 10)搅拌器 在工业合成醋酸反应器中的应用; 11)C -276合金螺旋波纹管高效换热器的研发; 12)乙醛生产工艺研究 进展; 13)碘甲烷 -醋酐二元体系常压下汽液平衡的研宄; 14)XP248在醋酐装置中的应用; 15)羰基合成 醋酐技术; 16)国内外醋酐生

37、产技术的发展及比较; 17)国内外醋酐的供需现状及发展前景; 18)二甲醚与 CO、 H2制醋酸乙烯研宄; 19)中国 PTA产业和市场分析; 20)国内外间苯二甲酸的市场分析; 21)乙酸乙 酯合成技术现状及其进展; 22)甘氨酸生产市场现状与发展前景; 23)吡啶化合物的合成技术与应用进 展; 24)我国吡啶类化合物的发展动态; 25)巴豆醛的合成工艺与市场分析; 26)环氧氯丙烷生产技术进展 及市场分析; 27)乙二醛的生产技术进展及市场分析; 28)双乙酸钠的生产技术及应用前景; 29)干法乙炔 生产的技术与现状; 30)镍基耐蚀合金特性及其应用; 31)精镏生产的节能减排要从设备改造

38、创新做起; 32)聚醚醚酮喷涂设备在化工防腐领域大有作为; 33)实验室用小流量环隙式离心萃取器的研制;等等。 地址:江苏省南通市 6012信箱 ( 226006)乙醛醋酸及其衍生物编辑部收 联系人:花永康电话 =0513-83505624, 85838911, 13962802255 传真 =83507689 行业技术读物醋酸及其衍生物有售 由全国醋酸醋酐行业协作组和江苏索普(集团 ) 有限公司联合组织编写的醋酸及其衍生物一书己由化学工业出版 社出版。醋酸及其衍生物为 B5开本,定价 48元,若需订购请联系本编辑部。 该书从生产技术和市场的角度,系统地介绍了醋酸及其重要衍生物醋酐、醋酸乙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维、对苯二甲 酸、醋酸酯、乙烯酮、双乙烯酮和氯乙酸的物化性质、制备方法、技术进展、应用、生产消费现状及发展趋势等内容,同时还 介绍了几十种其它衍生产品的生产技术信息。通过该书读者可对醋酸产业链的技术和市场现状有清晰的了解。 醋酸及其衍生物主要面向醋酸及其下游产业的企业管理人员、生产技术人员和研究人员,也可供与醋酸产业相关 的研究设计院所的技术人员和高等院校相关专业的师生参考。

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