乙酸乙酯的合成工艺

乙酸乙酯的合成工艺

摘要: 叙述了乙酸乙酯的基本性质和应用，介绍乙酸乙酯的实验室和生产工艺。

关键字: 乙酸乙酯，合成，工艺

Abstruct:Describesthe ethyl acetate basic properties and application, Introduce ethyl acetate laboratory and production process .

Key words:ethyl acetate, synthesis , process.

一基本介绍

球棍模型

分子模型

无色透明液体。有水果香。易挥发。能吸水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶，溶于水(10%ml/ml)。能溶解某些金属盐类（如氯化锂、氯化钴、氯化锌、氯化铁等）。相对密度0.902。熔点-83℃。沸点77℃。折光率1.3719。闪点7.2℃（开杯）。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物。

二理化性质

乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。

三实验室制法

在150 mL三口瓶中加入15 mL无水乙醇，摇动下慢慢加入15mL浓H2SO4，混合均匀，加入几粒沸石。一侧口插入温度计使温度计水银球到液面以下，中间口安装滴液漏斗，另一侧口连接蒸馏置。在滴液漏斗中加入20 mL无水乙醇和20 mL冰醋酸。将三口瓶隔石棉网上加热，当体系温度到115~125 ℃时，慢慢将滴液漏斗中的混合液滴入烧瓶中，控制滴加速度，使之与生成酯的馏出速度大致相等，反应温度维持在该温度范围，滴加完毕，出，得粗乙酸乙酯。在馏出液中慢慢加入饱和碳酸钠溶液，并不断振荡，至无二氧化碳气体产生，放置片刻。然后转入分液漏斗中，分去水层，有机层分别用10 mL 饱和食盐水饱和、10 mL饱和氯化钙溶液洗涤。将有机层倒入一干燥的锥形瓶中，用适

量的无水硫酸镁干燥30 min。将干燥后的有机层进行蒸馏，收集73~78 ℃的馏分。称重，计算产率。

四乙酸乙酯的工业制法

1 乙醇乙酸酯化法

用硫酸作催化剂，生产方法有间歇式与连续式两种。为增加反应转化率,通常用过量乙醇投料。

A间歇式在搪瓷釜内加乙酸、乙醇、硫酸, 热回流4~ 5 h, 蒸出粗品用5 % NaCl 洗, 再用NaOH 与NaCl 混溶液中和到pH8, NaCl 液洗无水K2CO3 干燥、分馏出成品乙酸乙酯。

B连续法, 它又分只出乙酸乙酯及出两种产品乙酸乙酯/ 乙酸丁酯的联产法。

工艺流程图如下：

用乙酸、过量乙醇、少量硫酸( 96 %) 混合后共入预热器, 进而入酯化塔, 塔顶蒸出含70 %乙醇、20 %乙酯、1 0 %水( 乙酸已全反应掉) 的馏出物入冷凝器, 一部分作塔顶回流, 一部分于80 e 左右入分离塔, 塔顶蒸出含83 %乙酯, 9%乙醇, 8 %水的料与等体积的水入混合器, 继进倾析器, 该器下层流出含少量乙醇与酯的稍重水层返回分离塔下部, 经分离塔分离, 乙酯重新以三元恒沸物分出, 而浓的含水乙醇返回酯化反应塔下部经气化后进行酯化反应。而倾析器上层混合物含93 %乙酯、5 %水、2%乙醇

入干燥塔, 塔的中下侧出乙酸乙酯产品。塔顶蒸出物一部分作本塔回流, 一部返入酯化塔。干燥塔底作残物排出。该法可得GB3728- 91质量指标的工业乙酸乙酯成品。

硫酸作催化剂合成乙酸乙酯的技术成熟, 但它腐蚀设备又增加排污等麻烦, 且副

产品物影响了成品的收率, 该法只在美国及西欧被广泛采用。

改进工艺：有分子筛合成法、杂多酸合成法、联产法以及催化精馏法可对上述工艺进行改进。（有兴趣可参阅《乙酸乙酯合成技术现状及其进展》崔小明著）

2 乙醛缩合法

乙醛经乙醇铝为催化剂下, 缩合成乙酸乙酯。CH3CHO→ CH3COOC2H5催化剂三乙氧基铝是在另一单独反应器内合成, 它是由Al 粉、无水C2H5OH 和乙酸乙酯为溶剂的混合物溶液中, 并用少量氯化铝及少量氯化锌作助催化剂反应而成。Al+ CH3CH2OH → Al( OC2H5 ) 3+ 3/2H2 , 副产氢气经冷冻冷凝回收冷凝物后排放。催化剂溶液充分搅拌均匀后备用。

乙醛由乙烯在氯化钯催化下液相反应成乙醛后与乙氧基铝溶液一起连续进入反应塔, 控制反应物比例, 使进料混合时已有98%乙醛转为乙酸乙酯, 1. 5 %乙醛在后面搅拌继反应, 此为放热反应, 有冷盐水盘管控制0~ 10 ℃反应1h。原料乙醛中含水量应尽量低, 以防止催化剂在有水时分解。粗生成物乙酸乙酯入分馏塔T1 , 塔顶馏出物乙酯入反应T2,T1 底下部分出乙醇与氢氧化铝。分馏塔T2 顶馏出物冷凝后一部分返回T2 回流, 大部入分馏塔T3 , T3 底排出乙醇/ 乙醛循环利用, T3 顶馏出物乙醛返入反应塔, 塔T 2 底料入分馏塔T4 , 塔顶冷凝料一部分返回T4 作回流, 大部分是成品乙酸乙酯, 而T4 底排出重组分进一步去加工。

3 乙烯一步法合成

日本昭和电工公司开发的以乙烯/ 醋酸/ 水/ 氮气, 体积比80/ 6. 7/ 3/ 103 于三个串联反应塔中进行, 塔内为球状SiO2 载体的磷钼钨酸催化剂及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, 反应在140~ 180℃, 塔内压力为0. 44~ 1 MPa, 在水蒸汽条件下乙烯水合成乙醇, 继而与醋酸生成乙酸乙酯, 醋酸单程转化率为66 %,乙酸乙酯选择性以乙烯计为94 %。

4 乙醇脱氢法

2C2H5OH→CH3COOC2H5+ H2由清华大学开发技术, 并已建0. 5 万t/ a装置已投产, 副产氢气使化肥成本降低2%, 发酵废液生沼气, 作炉用燃料, 节省煤0. 3 万t/ a。吉林燃料乙醇有限公司从英国Davy工程公司引进乙醇脱氢技术, 2007 年10月29 日已生产出合格乙酸乙酯。该法疏程短、对乙醇范围要求较宽, 副产合理利用, 成本低廉。

五方法比较