[发明专利]乙酸酯和乙二醇的联产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙酸酯和乙二醇的联产方法。 

  

背景技术

乙酸酯是重要的有机溶剂，广泛应用于涂料、黏合剂、医药等诸多领域。随着世界环保要求的加强和人们环保意识的提高，乙酸酯将逐渐替代涂料、胶黏剂等产品中的甲乙酮、甲苯、苯等对环境和人类有害的溶剂。传统的乙酸酯类生产工艺流程，大多是以酸与醇反应，然后经历一连串的分离过程，流程长，能耗高。但大多数酯化生产工艺过程，均存在酸、醇、酯与水的分离问题，体系存在醇－水、醇－酯、酯－水二元共沸物，醇－水－酯三元共沸物，分离过程复杂，能耗高。利用反应蒸馏工艺可打破热力学平衡限制、提高反应速度和转化率、简化设备、节省设备投资，降低能源消耗（[德] 松德马赫尔，金勒编. 反应蒸馏 [M]. 朱建华译. 北京: 化学工业出版社，2005）。但反应蒸馏工艺和传统工艺一样都无法消除水与反应物和反应产物的共沸问题，因此解决共沸问题，可进一步简化生产工艺，降低生产能耗。 

乙二醇是非常重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维(PET)、塑料、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药，也大量用作溶剂、润滑剂、增塑剂和防冻剂等，其中以生产聚酯需求量最大、增长最快。传统石油路线采用乙烯直接氧化制 EO，EO 直接水合制EG，水作为亲核试剂，与EO发生取代开环反应生成EG，生产技术主要被 SHELL、SD 和DOW 3家公司垄断。目前中国乙二醇装置的现状，技术路线落后，乙二醇的选择性低，装置物耗高；水比高，生产工艺复杂，流程长，能耗高；规模小，市场竞争力不强。目前国外先进的环氧乙烷水合装置，乙二醇收率已经能达到99%以上，乙二醇的单耗比中国低10%（赵岚, 李维真, 谷彦丽. 环氧乙烷水合制乙二醇的现状、技术进展及建议[J]. 化工进展 , 2009, (S1)）。 

反应蒸馏生产乙酸酯工艺具有工艺流程简单、设备投资和操作费用低等优点，研究者从20世纪30年代就已经开始进行了理论和实验研究。但除乙酸甲酯工业化之外，其余乙酸酯类尚未工业化成功。乙酸酯生产工艺由于酯化反应生成水与乙酸酯、醇形成多种共沸物导致分离能耗高、流程复杂、废水排放多等问题。 

环氧乙烷水合生产乙二醇目前主要采用管式或列管式反应器，用水等冷却介质迅速撤走热量，使反应器安全运行。 

环氧乙烷水合反应生产乙二醇正好需要加入水，环氧乙烷与水反应速度快，在反应精馏塔中环氧乙烷浓度低，环氧乙烷与乙二醇继续反应生成二甘醇和三甘醇的量极低。反应精馏生产乙酸酯再沸器需要提供热量，可以充分利用水合反应的反应热，降低再沸器负荷。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是传统乙酸酯生产工艺中存在的由于酯化反应生成水与乙酸酯、醇形成多种共沸物，导致分离能耗高、流程复杂、废水排放多等问题，提供一种新的乙酸酯和乙二醇的联产方法。该方法具有分离能耗低、流程简单、废水排放少等优点。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙酸酯和乙二醇的联产方法，在酸性催化剂存在的条件下，醇和环氧乙烷的混合物与乙酸反应，联产乙酸酯和乙二醇，包含以下步骤： 

a)   在单个反应精馏塔上部加入乙酸，下部加入醇和环氧乙烷的混合物；乙酸进料位置到塔顶为精馏段，乙酸进料位置与醇和环氧乙烷的混合物进料位置之间为反应段，醇和环氧乙烷的混合物进料位置到塔釜为提馏段；

b)  精馏段填充填料，反应段填充酸性催化剂和填料，提馏段填充填料；

c)  乙酸和醇发生酯化反应生成乙酸酯，同时环氧乙烷与酯化反应生成的水发生水合反应生成乙二醇；

d) 通过反应精馏塔的精馏作用，反应精馏塔塔顶得到乙酸酯产品，塔釜得到乙二醇产品。