【doc】一种反应精馏生产醋酸正丙酯的方法

【doc】一种反应精馏生产醋酸正丙酯的方法 一种反应精馏生产醋酸正丙酯的方法 第2O卷第9期 2003年9月 精细化工 FINECI-IEMICALS Vol,20,No.9 Sept.2003 一 .霸蛹确窜第 一 种反应精馏生产醋酸正丙酯的方法 丁立,汤志刚,段占庭 (清华大学化工系,北京100084) 摘要:通过对传统的间歇法生产醋酸正丙酯工艺进行系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,针对传统工艺物耗高以及废水排放量大,污染环 境等缺点,提出醋酸正丙酯生产连续反应精馏一加盐萃取一间歇精馏联合 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ,在采用该流程的条件下,原料正 丙醇与醋酸消耗比传统工艺降低3.1%,在减少废水排放量的同时,醋酸正丙酯的总收率可以从92.71%提高到 94.8%. 关键词:醋酸正丙酯;反应精馏;加盐萃取 中图分类号:TQ460.31;TQ460.35文献标识码:A文章编号:1003-5214(2003)09-0532-03 ProductionofPropylAcetatebyReactiveDistillation DINGLi,TANGZhi—gang,DUANZhan—ting (DepartmentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China) Abstract:Basedonsystematicanalysisofthecharacteristicsofconventionalbatchprocessfo rsynthesis ofpropylacetate,improvedprocess(continuousreactivedistillation--extractionbyaddings alt—batch distillation)wasbroughtforwardinordertoreducethematerialandenergyconsumptions.Th eresults showthat,comparedwithbatchprocess,inthisprocess,consumptionof/7,一propylalcoholandaceticacid isdecreasedby3.1%andtheyieldofpropylacetateisraisedfrom92.71%to94.8%.meanwhil e amountofwastewateriSalsoreduced. Keywords:propylacetate;reactivedistillation;extractionbyaddingsalt 醋酸正丙酯的相对分子质量102.13,外观为 无色澄清透明液体….沸点101.6?,相对密度 0.836,在20?水中的溶解度为2.3%,水在醋酸正 丙酯中溶解2.9%.有水存在时逐渐水解,生成醋 酸和正丙醇,水解速度为醋酸乙酯的1/4. 国内生产醋酸正丙酯都采用传统工艺——浓硫酸 催化,冰醋酸与正丙醇酯化合成法].以文献报道的 传统工艺计算,每生产1kg醋酸正丙酯,醋酸单耗为 0.625ks,正丙醇单耗为0.618ks,浓硫酸0_012kg. 1间歇法生产醋酸正丙酯的工艺 醋酸正丙酯通常由冰醋酸与正丙醇在浓硫酸的 催化下反应制得.将冰醋酸,正丙醇和浓硫酸分别 加入反应釜,开动搅拌,加热回流,至反应完全为止. 停止通入蒸汽,向反应釜夹套内通入冷却水冷至室 温,采出釜液用碳酸钠中和,分去碱液并用浓硫酸干 燥,分去废酸后将物料放人精馏釜中进行常压精馏, 用气相色谱仪跟踪分析塔顶产物.得到的醋酸正丙 酯成品,纯度为加(醋酸正丙酯)=98.5%,加(醋酸) ?0.03%. 作者按照文献[2]数据分别对原有的工艺过程 进行了小试实验验证,结果如表1所示. 表1每生产1000kg醋酸正丙酯的物料单耗 根据实验结果,醋酸正丙酯传统工艺有3个主 要缺陷:(1)物料损耗量集中在酯化部分与中和部 收稿日期:2003—03—31 作者简介:丁立(1975一),男,1996年大学毕业,主要从事化工分离过程优化领域的 实验研究工作,电话:010—62785495,E—mail: dldy@tsinghua.edu.cn. 第9期丁立,等:一种反应精馏生产醋酸正丙酯的方法?533? 分,其收率分别为94.8%和97.8%;物料损耗的原 因是酯化部分的水相采出与中和部分的废水排放, 如果按生产1000kg醋酸正丙酯计算,这两步总共 损耗了正丙醇8.64kg,冰醋酸13.87kg,醋酸正丙 酯8.48kg;(2)传统工艺中醋酸正丙酯有较高的收 率,是以大量的头馏分返回酯化塔的反应釜为代价 的,由于头馏分中含有高比例的醋酸正丙酯,降低了 反应的转化率;(3)由于整个工艺是间歇操作,每次 操作都有废酸及中和废液排放,总废液量较大,增加 了运行成本. 2改进的醋酸正丙酯连续生产工艺 针对上述传统工艺的3个缺陷,作者提出醋酸 正丙酯生产连续反应精馏一加盐萃取一间歇精馏联 合流程,醋酸正丙酯生产流程采用连续化操作,酯化 塔釜内预置一定量的冰醋酸与催化剂,加热后,以n (正丙醇):n(冰醋酸)=1:1进料,塔顶的蒸汽冷凝 后分相,有机相进加盐萃取塔进一步处理,水相部分 回流,部分采出.含水的有机相在萃取塔内与萃取 剂逆流接触,脱去大量的水后进人间歇精制塔,间歇 精制可得到醋酸正丙酯产品;萃取剂可以回收再利 用;精制塔塔顶的物料返回酯化塔釜.改进的醋酸 正丙酯生产工艺主要由连续酯化,连续加盐萃取,间 歇精制以及萃取剂回收4部分组成. 2.1改进的醋酸正丙酯连续生产工艺流程图 见图1. l一回收罐;2一醋酸罐;3一正丙醇罐;4一萃取剂回收罐;5一粗酯储罐 图l改进的醋酸正丙酯连续生产工艺流程图 2.2实验数据与工艺条件 2.2.1酯化塔工艺的实验数据与工艺条件 实验数据见表2.塔釜预置500mL冰醋酸和 浓硫酸,其中(催化剂)=3%,4%;加热酯化塔塔 釜,当塔釜温度上升至80?时,向塔内连续加人反 应原料正丙醇和冰醋酸;塔顶连续得到粗酯产品;操 作稳定后塔顶温度82?;塔釜温度105,108?;水 相部分回流,部分采出,回流比为1:10;酯化塔反应 转化率为97%,收率>99%. 2.2.2加盐萃取工艺的实验数据与工艺条件 萃取剂与酯化塔顶采出的粗酯以(粗酯):V (萃取剂)=3:1,分别进入萃取塔;连续相为萃取剂, 萃取剂为近饱和的醋酸钾水溶液;分散相为粗酯;塔 内为瓷环填料.醋酸正丙酯收率为98.6%,实验数 据见表3. 表2连续酯化实验数据 2.2.3间歇精馏工艺的实验数据与工艺条件 见表4. ? 534?精细化工FINECHEMICALS第20卷 表3连续加盐萃取实验数据 采出头馏分阶段:塔顶温度82—100oC;采出产 品阶段:塔顶温度100oC,塔釜温度102oC左右.醋 酸正丙酯收率为97.12%. 2.3醋酸正丙酯改进工艺实验小结 综合以上三步实验过程的物料损耗数据,与传 统工艺小试中的数据进行对照,如表5所示. 表5改进工艺每生产1000kg醋酸正丙酯的物料单耗 从上述数据可以看出,改进后的工艺物耗低于 传统工艺,减少了废液排放,提高了系统的生产效 率. 3结果与讨论 连续反应精馏一加盐萃取一间歇精馏流程基本 克服了传统工艺间歇操作的三大缺陷,并具有以下 三点明显的优势: (1)原有的间歇操作的酯化塔改为连续操作的 萃取反应精馏塔后,酯化塔顶采出的有机相中不含 冰醋酸,采出的水相中不再含有冰醋酸与正丙醇,只 含有微量的醋酸正丙酯,明显降低了物耗; (2)酯化采用连续操作后,塔釜液不需要每批 次中和,不需要排放中和废液,降低了废液的总体排 放量,从而降低了排污成本; (3)含水的有机相经过加盐萃取后,破坏了正 丙酯与水的共沸组成,在精制前大大降低了有机相 中的水含量,不仅有利于后续的处理,而且降低了精 制时的头馏分量,提高了酯化塔釜的转化率,提高了 整个装置的生产效率. 另外需要说明,传统的醋酸正丁酯生产工艺与 传统的醋酸正丙酯生产工艺基本相同,因此对于醋 酸正丁酯的连续化生产基本上也可以采用本文提出 的工艺流程,只是不需要萃取塔,但从能耗的角度来 考虑,醋酸正丁酯的传统工艺要比采用本文提出的 工艺流程具有一定优势. 参考文献: 【1]程能林,胡声闻.溶剂手册【M].北京:化学工业出版社,1995. 19—21. [2]张跃.精细化工中间体生产流程图解[M].北京:化学工业 出版社,1992.190. 含铬危险废物污染防治引起高度重视 国家环境保护总局日前发出通知,要求各地加大含铬危险废物安全处置和综合利用力度,加强铬 化合物和铬铁合金生产企业污染防治,加快铬渣环境无害化处置. 通知要求,严格督促产生含铬危险废物的企业采取措施,确保含铬危险废物得到环境无害化处置. 鼓励含铬废物的综合利用,如制作自熔性烧结矿冶炼含铬生铁,水泥矿化剂,玻璃着色剂等.加强对产 生含铬危险废物企业兼并破产时的监管,确保其堆存的含铬危险废物得到无害化处置,避免对厂区及 周围环境造成污染. 通知指出,有关企业应对厂区及废物堆存,处置设施周围的地表水及地下水中的含铬量进行定期 监测,并及时采取措施消除污染.2004年底前,要确保当年产生的含铬废物得到处置.对历年遗留的 含铬废物,包括简易堆放和已经填埋但不符合《危险废物填埋污染控制标准》的,应采取措施,逐步实 现无害化处置. [葛摘自《中国化工信息》,2003,(33):A1]