醋酸乙酯工艺技术优化应用

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对醋酸乙酯收率、乙醇生成醋酸乙酯选择性、乙醇转化率予 以测定，基于增加回流比而增加醋酸乙酯收率、乙醇生成醋酸乙 酯选择性、乙醇转化率，这是因为在整体反应机制中醋酸乙酯具 备最大的挥发度，回流比愈增加，汽液传质具备愈大的推动力， 提升了塔分类效果，这样塔上富集大量醋酸乙酯，馏出液中增加 了目的产物；以化学平衡作为视角而言，因为分离出了大量反应 产物，会推动右移化学平衡，进而大量反应物向目的产物转化。 这属于反应精馏较优的一个重要因素。然而，回流比愈大，生产 水平愈小。当回流比大于 2 后，醋酸乙酯收率、乙醇生成醋酸乙 酯选择性、乙醇转化率很少增加，因此选用 2:1 的回流比。
2 醋酸乙酯工艺技术优化措施及效果
2.1 优化成品塔轻组分采出管线
2.1.1 成品塔回流及侧采管线优化及效果
目前成品塔侧线冷却器（E2009）已经满负荷运行，出口物 料温度夏季已达到 48 ℃，严重影响精馏塔分层器 S2002 分层
效果，如果系统进一步提升负荷，温度将继续上升，S2002 分 层效果将进一步恶化，为降低 S2002 进口温度，我们将进行环 节优化。将成品塔回流管线引一路管道至成品塔侧线冷却器 前。由于回流温度较低，引管线至成品塔侧线冷却器前，相当于 减少了成品塔回流。回流减少，成品塔侧采量也相应减少，但成 品塔侧线冷却器总进料量不变，而由于回流温度较低，所以进 入成品塔侧线冷却器物料温度降低，成品塔侧线冷却器出口温 度也将降低。经过改造，成品塔分层器入口温度降至 40 ℃左 右，提高了分层器分层效果，降低了成品塔蒸汽用量。
Abstract: Ethyl acetate is mainly produced by ethylene addition, acetaldehyde condensation,acetate esterification,acetic acid dehydrogenation and ethanol dehydrogenation.Ethyl acetate is mainly produced by acetic acid esterification in China.This paper mainly analyzes the principle of ethyl acetate process,the technical optimization measures of ethyl acetate process and the optimization effect. Keywords: ethyl acetate; process optimization; measures; effect
在成品塔进料前是分层器，其旨在分离粗酯中的水与醋酸 乙酯，实现醋酸乙酯含量的提升以及减小成本塔进料的乙醇、 水含量，以及实现成品塔蒸汽用量和荷载的降低。
2.3.3 分层器内分布 随着负荷的增加，分层器总进料增加，停留时间减短，分层
器有机相中醋酸乙酯含量逐渐偏低，一层混合区域在分层器的 有机相和水相间，这制约了分层成效。有机相中的醋酸乙酯设 备酯含量为 87% ～ 90％，乙醇含量大概是 3％，成品塔消耗较 多的蒸汽。因为分层器存在较大进料量，所以混合相较多存在 于分层器中，这对水相与有机相质量形成了影响。
CH3CH2COOH + CH3CH2OH = CH3CH2COOCH2CH3 + H2O（4）
丙酸
乙醇
丙酸乙酯
水
丙酸乙酯的沸点为 99.1 ℃，高于醋酸乙酯沸点，其是中组 分物质，其在精馏塔中持续累积，提升了精馏塔中部温度。在精 馏塔温度比沸点温度高的情况下，其会溢出精馏塔。成品塔进 入丙酸乙酯之后，跟醋酸乙酯相比，其是重组分物质，成品塔中 难以去除，从而减小了产品纯度 [1]。
2.2.3 优化效果
一是分析进料比。由于醋酸有着较高的沸点，以及水与醋 酸形成缔合影响，因此在温度较低的条件下，醋酸基本上上升 不到塔顶，所以酯化法生产醋酸乙酯时，导致醋酸超量，如此可 以尽量地转化乙醇，然而存在一个适宜的进料比（酸醇比）。当 加热温度 134 ℃ ，回流比是 2:1、甲基磺酸是 0.6％的质量分数 时，选择若干组进料比开展实验，如表 1 所示。
2.3 分层器结构优化设计
2.3.1 分层原理 水跟醋酸乙酯不会互溶，比例也存在差别，在分层器中实
施上下分层，水具备较大比例而在下层，醋酸乙酯具备较小比 例而在上层。针对醋酸乙酯设备，乙醇含量也会对分层效果形 成制约，乙醇含量较多，则分层愈加具备显著的成效，在乙醇含 量在 9% 以上时则勿需进行分层。 2.3.2 分层作用
表1 进料比实验
进料比 2.33 1.94 1.67 1.46 1.30 1.16 1.06
转化率/% 60
63
68
75
82
95
92
收率/%
10
48
50
52
57
61
58
选择性
75
77
72
71
70
75
73
通过如表 1 所示对不同进料比进行实验，测定不同进料比 的影响，在乙醇和醋酸摩尔之比是 1:1.15 时，具备最高的醋酸 乙酯收率和乙醇转化率，这意味着并非加入较多的醋酸更佳， 醋酸增加过多，醋酸乙酯收率和乙醇转化率会降低。
2.3.5 优化分层器流程的措施 分层器中进入物料之后，先是在分层器左部分实施分层，
并且结合调节阀的有效控制之后，左部分分层之后的有机相 结合挡板顶部到达分层器右部分，即实施二次分层，并且结合 FV2012 右部分界面实施调节。 2.3.6 优化效果
作为成品塔进料（分层器有机相）到达成品塔之后，由于水 和乙醇含量降低，醋酸乙酯含量增加，因此成品塔降低了要求 的蒸汽量，成品塔生产能力提高。
醋酸乙酯工艺技术优化应用
张玉娟，王健，于超 (兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州 277500)
摘要：当今主要以乙烯加成法、乙醛缩合法、醋酸酯化法、醋酸与乙醇脱氢法等生产乙酸乙酯。中国醋酸乙酯主要采用醋酸酯化法
进行生产。文章主要分析了醋酸乙酯工艺原理，醋酸乙酯工艺技术优化措施以及优化效果。
关键词：醋酸乙酯；工艺优化；措施；效果
3 结语
综上所述，针对固有的醋酸乙酯生产工艺技术的不足，通过 实施上述的优化工艺措施，实现了理想的优化效果，真正使设备 生产能力强、能耗低等的目标实现，大大提升了成品塔生产能力。
参考文献：
[1] 肖明 . 我国醋酸酯加氢制备乙醇技术研究进展 [J]. 精 细与专用化学品，2019(01):44-46.
二是分析回流比。当压力是 0.195 MPa，温度是 133 ℃，甲 基磺酸质量分数为 0.6% 时，取下面的回流比，如表 2 所示。
表2 回流比
回流比
1:1 2:1 3:1 4:1 5:1 6:1 7:1
转化率/% 70
81
94
95
96
96 96.5
收率/%
40
48
60
62
64
68
70
选择性
58
60
2.1.2 轻组分采出管线优化及效果
醋酸乙酯系统轻组分自成品塔顶部馏出，经成品塔冷却器 冷却后送至轻组分储槽，由于塔顶轻组分的组成成分中醋酸乙 酯含量约占 70%，乙醇约占 15% 左右，为了避免过多丢失原材 料及醋酸乙酯产品，需要对轻组分储槽的物料进行回收，醋酸乙 酯装置原设计成品塔塔顶馏出的轻组分经换热器 E2008 降温 至 30 ℃送轻组分槽，然后再用泵送反应釜继续参加反应。为了 进一步优化系统操作，降低系统消耗，提高反应物料的循环利用 率，经过车间研究制定了优化改造方案：轻组分采出经过换热器 冷却后，由采至轻组分储槽改至反应釜进料管线，伴随醋酸、乙 醇一起进入反应釜重新参加反应，回收其中的醋酸乙酯、乙醇， 减少物料损失。改造后，经过系统运行发现，系统酸醇进料比有 所增加，说明改造达到效果，轻组分中的乙醇得到了回收利用。
作者简介：张玉娟（1982-），女，汉族，山东金乡人，大学本科，工程师， 工艺技术员，研究方向：醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸。
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工艺管控
CH3CH2COOH+CH3CH2OH=CH3CH2COOCH2CH3+H2O （3）
丙酸
乙醇
丙酸乙酯
水
2.2.2 丙酸乙酯的去除
丙酸乙酯含量是制约产品纯度的关键要素，乙醇跟醋酸中 的丙酸形成反应而生成了丙酸乙酯，而反应釜的主反应是醋酸 和乙醇反应，主要的副反应为醋酸中的丙酸和乙醇反应生产丙 酸乙酯和水，反应方程式如反应式（4）所示：
1 醋酸乙酯工艺原理
醋酸、乙醇酯化法是经常应用的一种生产醋酸乙酯的方 法，我国的醋酸乙酯主要采用醋酸、乙醇酯化法进行生产。在催 化剂存在下，醋酸和乙醇发生酯化反应生成醋酸乙酯，其反应 方程式如式（1）所示：
CH3COOH ＋ CH3CH2OH
醋酸
乙醇
CH3COOCH2CH3 ＋ H2O （1）
醋酸乙酯
2.3.4 优化分层器结构，需要优化分层器结构。
将挡板与填料增加在分层器中，划分分层器为两段，将相应空 间留设在挡板顶端去分层器顶部。初步进行分层之后，有机相 由顶部越过挡板，以及由挡板穿过水相。分层器中愈加跟顶部 接近，则具备愈高的酯含量，由挡板顶部越过的高浓度有机相 好似是进行了两次的分层。并且，新增水相采出管口跟固有的 水相采出管线进行连接，且设置了分层器左段液位调节阀。作 为成品塔进料（分层器有机相）到达成品塔，由于水和乙醇含量 降低，醋酸乙酯含量增加，因此成品塔要求的蒸汽量降低。
0 引言
醋酸酯化法是醋酸乙酯、醋酸丁酯较多应用的一种方法，是 基于催化剂的影响下，乙醇 / 正丁醇与醋酸形成酯化反应而生成 醋酸丁酯和醋酸乙酯，我国的醋酸酯产品主要采用醋酸酯化法进 行生产，工艺多采用五塔流程，设备多，能耗高。我公司醋酸酯生 产工艺为三塔精馏，设备少，流程相对简单，能耗低。但随着环保 法规对环境要求的不断提高，以及市场竞争的日趋激烈，优化醋 酸酯生产工艺，提升产品产量质量具有很大的经济意义和社会 意义。
水
本公司当今较为普遍地适用醋酸和乙醇酯化合成技术。基 于催化剂的影响下，外购乙醇跟鲁南化工生产的醋酸形成酯化 反应，醋酸乙酯即可生成。乙醇与醋酸的酯化反应形成于反应 釜中，可生产水与醋酸乙酯，到达精馏塔实现精馏，塔顶采出进 行冷凝和分层之后到达成品塔，再深入进行精馏，最终成品于 塔底部生成醋酸乙酯。其工艺过程是：醋酸、乙醇→反应釜→精 馏塔→精馏塔部分冷凝器→精馏塔冷凝器→精馏塔分层器→ 成品塔→成品储槽。
2.2 优化反应机理
2.2.1 醋酸乙酯合成机理
（1）主反应。乙醇与醋酸反应生成醋酸乙酯和水。用甲基磺
酸作反应催化剂，该反应属于可逆反应，如反应式（2）所示：
CH3COOH ＋ CH3CH2OH
醋酸
乙醇
CH3COOCH2CH3 ＋ H2O （2）
醋酸乙酯
水
（2）主要副反应。醋酸中的丙酸和乙醇反应生产丙酸乙酯 和水，如反应式（3）所示：
中图分类号：TQ03
文献标志码：A
文章编号：1008-4800(2021)18-0127-02
DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.18.063
Optimization Application of Ethyl Acetate Technology
ZHANG Yu-juan,WANG Jian,YU Chao (Yankuang Lunan Chemical Co., Ltd.,Zaozhuang 277500, China)