乙酸乙酯的合成工艺
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乙酸乙酯乙酸乙酯的分子式是C4H8O2,CAS号为141-78-6.是乙酸中的羟基被乙氧基取代而生成的化合物。
无色透明液体,有水果香,易挥发,对空气敏感,能吸水分,水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。
可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂,也是制药工业和有机合成的重要原料。
基本信息乙酸乙酯Aceticether醋酸乙酯CH3COOC2H5相对分子质量88.11有机物-酯不管制密封阴凉干燥保存展开分子结构乙酸乙酯基本信息中文名称:乙酸乙酯英文名称:Ethyl acetate中文别名:醋酸乙酯;醋酸乙脂[1]英文别名:Acetic acid ethyl ester; ethyl acetate B&J brand 4 L; ETHYLACETATE ULTRA RESI-ANAL.; ETHYL ACETATE CAPILLARY GRADE; Ethyl Acetate Specially Purified - SPECIFIED; Acetic Ether; RFE; acetic esterCAS号:141-78-6分子式:C4H8O2分子量:88.1051物性数据1.性状:无色澄清液体,有芳香气味,易挥发。
[1]2.熔点(℃):-83.6[2]3.沸点(℃):77.2[3]4.相对密度(水=1):0.90(20℃)[4]5.相对蒸气密度(空气=1):3.04[5]6.饱和蒸气压(kPa):10.1(20℃)[6]7.燃烧热(kJ/mol):-2072[7]8.临界温度(℃):250.1[8]9.临界压力(MPa):3.83[9]10.辛醇/水分配系数:0.73[10]11.闪点(℃):-4(CC);7.2(OC)[11]12.引燃温度(℃):426.7[12]13.爆炸上限(%):11.5[13]14.爆炸下限(%):2.2[14]15.溶解性:微溶于水,溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂。
几种工业乙酸乙酯制备方法的技术经济对比李雄(中国石化上海石油化工股份有限公司,200540)乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一,其制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。
相对比,乙醛缩合法生产乙酸乙酯路线投资低、成本也较低,较适合乙醛富裕地区投资生产。
关键词:乙醛乙酸乙酯技经指标成本1 用途及市场情况介绍乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,是应用最广泛的脂肪酸酯之一,具有优良的溶解性能,是一种快干性的、极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产;也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水;在纺织工业中用作清洗剂;食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂;香料工业中是最重要的香料添加剂,可作为调香剂的组分。
以外,EA也可用作粘合剂的溶剂、油漆的稀释剂以及制造药物、染料的原料。
1.1 国际市场分析乙酸乙酯由于其特殊的性能,在世界化工市场相当活跃。
美国和日本是世界上最大的乙酸乙酯生产和消费国。
全世界生产能力中美国占31.73%,日本占35.75%。
美国的主要生产公司是Eastman公司、Hoechst Calanese及孟山都公司,总生产能力为127 kt/a。
日本的主要生产公司是千叶乙酸乙酯、日本合成化学、德山石油化学及协和油化,总生产能力为193 kt/a。
在亚洲地区,乙酸乙酯的主要市场是日本、中国和东南亚。
日本是该地区乙酸乙酯的净出口国,有近50%的生产能力在日本,该地区的生产缺口达70 kt/a,目前主要从美国和欧洲进口。
近年来,日本的乙酸乙酯产量以每年10%的速率增长,增加量基本用于出口。
1.2 国内供需及预测(1)生产能力目前,我国乙酸乙酯的生产企业有30多家,年生产能力在万吨以上的仅有两家,其余均为千吨级生产装置,除上海石化采用乙醛法生产、山东临沭化肥厂是采用乙醇脱氢法生产外都是采用直接酯化法。
(2)产量和进口量我国乙酸乙酯生产能力及产量近10年来稳步增长,1996年生产能力比1985年增长两倍,产量也比1985年翻一番。
乙酸乙酯的制取
乙酸乙酯是一种常见的有机化合物,也是一种重要的工业原料。
它的制取方法有很多种,其中最常用的方法是酯化反应。
酯化反应是一种酸催化的反应,它的反应物是乙酸和乙醇。
在反应中,乙酸和乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯和水。
反应的化学方程式如下:
CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O
这个反应需要在酸性条件下进行,通常使用硫酸或者磷酸作为催化剂。
反应的温度和压力也是影响反应速率和产率的重要因素。
一般来说,反应温度在60-70℃左右,反应压力在1-2 atm左右,可以得到较高的产率和较短的反应时间。
乙酸乙酯的制取方法还有其他的一些,比如醇解法、酸酐法、氧化法等。
这些方法各有优缺点,适用于不同的生产条件和需求。
乙酸乙酯是一种重要的有机溶剂,广泛应用于化工、医药、涂料、香料等领域。
它具有良好的挥发性、溶解性和稳定性,可以用于溶解各种有机物质,也可以作为涂料和香料的添加剂。
因此,乙酸乙酯的制取对于工业生产和科学研究都具有重要的意义。
乙酸乙酯的制取是一项重要的化学工艺,需要掌握一定的化学知识和实验技能。
在实际生产中,需要根据具体的生产条件和需求选择
合适的制取方法,以获得最佳的产率和质量。
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。
乙烯和乙酸催化合成乙酸乙酯的工艺流程1.首先,将乙烯和乙酸混合在催化剂的存在下。
First, mix ethylene and acetic acid in the presence of a catalyst.2.然后,将混合物在一定的温度和压力下进行催化反应。
Then, catalyze the mixture under certain temperature and pressure.3.催化反应会使乙酸和乙烯发生酯化反应。
The catalytic reaction will cause acetic acid and ethylene to undergo esterification reaction.4.酯化反应产生的乙酸乙酯可以通过精馏得到纯净的产物。
The ethyl acetate produced by the esterification reaction can be obtained pure through distillation.5.收集纯净的乙酸乙酯以供进一步的工业应用。
Collect the pure ethyl acetate for further industrial application.6.该工艺流程可以在工业生产中大规模应用。
This process can be applied on a large scale in industrial production.7.催化剂的选择对反应的速率和产物的纯度至关重要。
The choice of catalyst is crucial for the reaction rate and the purity of the product.8.温度和压力的控制可以影响反应的收率和选择性。
Control of temperature and pressure can affect the reaction yield and selectivity.9.通过控制反应条件,可以提高乙酸乙酯的产率。
酯交换法制乙酸乙酯工艺流程英文回答:The esterification process is a chemical reaction that involves the formation of an ester from the reaction of an acid and an alcohol. In the case of ethyl acetate, this reaction can be represented as follows:CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O.Acetic acid + Ethanol → Ethyl acetate + Water.The esterification process is typically carried out in the presence of a catalyst, such as sulfuric acid or hydrochloric acid. The reaction is exothermic, meaning that it releases heat. The reaction can be carried out in a batch reactor or a continuous reactor.In a batch reactor, the reactants are added to the reactor and the reaction is allowed to proceed. Thereaction is monitored and the temperature is controlled to ensure that the reaction proceeds at the desired rate. Once the reaction is complete, the products are separated fromthe reactants and the catalyst.In a continuous reactor, the reactants are continuously fed into the reactor and the reaction is allowed to proceed as the reactants flow through the reactor. The products are continuously removed from the reactor.The esterification process is used to produce a variety of esters, including ethyl acetate, butyl acetate, andpropyl acetate. These esters are used as solvents, flavors, and fragrances.中文回答:酯交换法制备乙酸乙酯的工艺流程如下:1. 原料准备,准备好冰醋酸、乙醇和催化剂(如硫酸或盐酸)。
乙醛缩合法制乙酸乙酯工艺设计
1. 原料准备
所需原料为甲醛、乙醛、氢气、氮气、乙酸、乙酸钠、稀硫酸、乙酰氯、乙酯、乙醇等。
2. 反应装置
选择高压反应釜作为缩合反应装置,反应釜分为预热器、反应釜、冷却器三部分。
预热器中加入乙醛、甲醛、氢气,经加热后进入反应釜,与氮气一起进入反应釜,进行缩合反应。
反应产物在冷却器中冷却,得到初步的乙醇/乙酸乙酯混合物,再进行分离、纯化。
3. 反应条件
乙醛缩合反应需在高压下进行,反应温度为30-80℃,反应时间约为2-4小时,反应釜内压力大约为7.0-10.0MPa。
4. 反应机理
乙醛缩合反应是以甲醛为缩合试剂,通过氢转移反应将乙醛缩合为乙醇/乙酸乙酯。
反应釜内的氢气与乙醛、甲醛通过催化剂的协同作用,使催化剂表面形成了
活性的吸附态乙醛,进一步发生氢转移反应,生成乙醇/乙酸乙酯等产物。
反应产物需要经过分离、洗涤、蒸馏等纯化步骤,得到乙酸乙酯产品。
5. 工艺流程
原料处理→反应釜预热→反应釜缩合反应→反应产物冷却→分离、洗涤、蒸馏等纯化处理→乙酸乙酯产品。
6. 工艺优点
乙醛缩合法制乙酸乙酯的工艺具有反应条件温和、操作简便、产品纯度高等优点。
此外,乙醛缩合反应产物的选择性较好,产量较高,可减少工艺步骤,降低生产成本。
注:本文仅供参考,具体操作请参考相关标准操作流程。
第1篇摘要:乙酸乙酯是一种重要的有机溶剂和化工原料,广泛应用于涂料、塑料、医药、食品等领域。
本文将对乙酸乙酯的生产工艺进行详细设计,包括原料选择、反应工艺、设备选型、操作步骤、质量控制等方面,旨在为乙酸乙酯的生产提供一套完整、高效、环保的生产方案。
一、引言乙酸乙酯是一种无色、有果香的液体,化学式为C4H8O2,分子量为88.10。
它是一种重要的有机溶剂,具有良好的溶解性能,广泛应用于涂料、塑料、医药、食品等行业。
随着我国经济的快速发展,乙酸乙酯的需求量逐年增加。
因此,对乙酸乙酯生产工艺进行优化和设计具有重要意义。
二、原料选择1. 乙酸:乙酸是乙酸乙酯生产的主要原料,要求纯度≥99%,水分≤0.1%。
2. 乙醇:乙醇是乙酸乙酯生产的另一主要原料,要求纯度≥99%,水分≤0.1%。
3. 硫酸:硫酸用于催化乙酸与乙醇反应,要求纯度≥98%。
4. 水洗剂:水洗剂用于中和反应过程中产生的硫酸,要求具有较好的溶解性和去污能力。
5. 脱色剂:脱色剂用于去除乙酸乙酯中的杂质,提高产品纯度。
三、反应工艺1. 原料配比:乙酸与乙醇的摩尔比为1:2,硫酸的摩尔比为0.1。
2. 反应温度:反应温度控制在60-70℃,过高或过低都会影响反应速率和产品纯度。
3. 反应压力:反应压力控制在0.1-0.2MPa,过高或过低都会影响反应效果。
4. 反应时间:反应时间控制在1-2小时,过长或过短都会影响产品收率和纯度。
5. 反应介质:反应介质采用混合溶剂,包括乙酸、乙醇、硫酸和水。
四、设备选型1. 反应釜:选用不锈钢反应釜,容积为500L,压力等级为0.2MPa。
2. 冷凝器:选用列管式冷凝器,冷却介质为冷水,冷却面积不少于20m²。
3. 真空泵:选用罗茨真空泵,真空度不小于0.09MPa。
4. 搅拌器:选用磁力搅拌器,功率为0.75kW。
5. 脱色塔:选用填料塔,填料为不锈钢丝网,塔径为0.6m,塔高为4m。
五、操作步骤1. 原料准备:将乙酸、乙醇、硫酸按比例混合均匀。
1 绪论1.1 乙酸乙酯概述1.1.1 乙酸乙酯的简介乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,英文名称:Ethyl acetate。
分子式为:C2H8O4。
它是一种无色透明具有流动性并且是易挥发的可燃性液体[1],呈强烈清凉菠萝香气和葡萄酒香味。
乙酸乙酯能很好的溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油、丙二醇、和大多数非挥发性油等有机溶剂中,稍溶于水(25℃时,1mL乙酸乙酯可溶于10mL水中),而且在碱性溶液中易水解成乙酸和乙醇。
水分能使其缓慢分解而呈酸性。
乙酸乙酯与水和乙醇皆能形成二元共沸混合物,与水形成的共沸混合物沸点为70.4℃,其中含水量为6.1%(质量分数)。
与乙醇形成的共沸混合物的沸点为71.8℃。
还与7.8%的水和9.0%的乙醇形成三元共沸混合物,其沸点为70.2℃。
下表为乙酸乙酯的一些物化参数。
表1.1 乙酸乙酯的物化参数[2]熔点(℃) -83.6 临界温度(℃) 250.1 折光率(20℃) 1.3708-1.3730 临界压力(MPa) 3.83 沸点(℃) 77.06 辛醇/水分配系数的对数值0.73 对密度(水=1) 0.894-0.898 闪点(℃) 7.2 相对蒸气密度(空气=1) 3.04 引燃温度(℃) 426 饱和蒸气压(kPa) 13.33(27℃) 爆炸上限%(V/V) 11.5燃烧热(kJ/mol) 2244.2 爆炸下限%(V/V) 2.0 室温下的分子偶极距 6.555×10-301.1.2 乙酸乙酯的用途乙酸乙酯是重要的精细化工原料。
它是一种具有优异溶解性能和快干性能的溶剂,已广泛应用于化工、医药、纺织、染料、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂的生产中,或作为原料、或作为工艺溶剂、萃取剂、稀释剂等等;由于它具有天然水果香味,因此还可作为调香剂组分,应用于香料、食品工业中;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。
年产30万吨乙酸乙酯的工艺设计摘要乙酸乙酯是重要的精细化工原料。
它是一种具有优异溶解性能和快干性能的溶剂,已广泛应用于生产中。
目前,乙酸乙酯的工业生产方法已趋于成熟,而乙醛缩合法因其具有原料来源广泛、绿色、环保等优点在众多生产方法中脱颖而出最具发展前景。
本设计采用乙醛缩合法,对工艺中的主要设备进行物料与能量衡算,并对乙酸乙酯的精馏塔、反应器进行了设计选型。
根据设计要求对设备进行选型。
就脱乙醇塔而言,塔体压力为常压,回流比取3,操作条件:X D=99%、X W=0.01。
计算出塔板数为46块,塔高22.4m。
对塔体的主要尺寸设计:精馏段:算得堰长为0.72m,出口堰高为0.045m,堰宽为0.106m,降液管底隙高度为0.028m;提馏段:算得堰长为1.2,出口堰高为0.049m,堰宽为0.176m,降液管底隙高度为0.027m。
对于反应器选择连续型搅拌反应釜:算得筒体高度4.8m,筒体和封头直径3m,内筒筒体厚度为10mm。
设计中,首先根据工艺操作的要求和特点,参照相关工艺的资料,绘制工艺流程图,然后根据工艺计算结构设计的最终数据画出主要设备图。
设计满足安全生产要求,而且经济合理。
关键词:乙酸乙酯,乙醛缩合法,物料衡算,精馏塔,工艺流程图PRODUCTION DESIGN WITH AN ANNUALOUTPUT OF 300 THOUSANDS TONS OFETHYL ACETATEABSTRACTEthyl acetate is an important fine chemical raw material. It is a kind of excellent solubility and fast-drying solvent, has been widely used in production. At present, the industrial production of ethyl acetate have been more and more mature, and the condensation of acetaldehyde because of its wide raw material sources, green, environmental protection and other advantages stand out from many production methods in the most development prospect.The condensation of acetaldehyde had been used in the design, material and energy balance calculation of the main process equipment, and distillation tower, reactor for ethyl acetate were design selection. According to the design requirements, we selected the suitable equipment. As far as alcohol tower, the tower body was at atmospheric pressure, reflux ratio was 3, the operating conditions: X D=99%, X W=0.01. We could calculate that the plate number was 46, the height of the tower was 22.4m. The main dimensions design of tower body: rectifying section: the length of the weir was 0.72m, the outlet height of the weir was 0.045m, the width was 0.106m, the down comer height of the bottom clearance was 0.028m; stripping section: the length of weir was 1.2mr, the outlet height of the weir was 0.049m, the width was 0.176m, the down comer height of the bottom clearance was 0.027m. The reactor was selected continuous stirred tank reactor: the height of cylinder was 4.8m by calculation, the diameter of cylinder and head was 3m, the thickness of the inner cylinder was 10mm. In the design, according to the process requirements and characteristics, reference to the related process data, wecould draw a process flow diagram, then according to the process of structure design and calculation of the final data to draw the main equipment. The design satisfied the requirement of safe production, and reasonable in economy.KEY WORDS: ethyl acetate, acetaldehyde, material balance, distillation, process flow diagram符号说明符号意义单位A 传热面积m2弓形降液管面积m2Af塔截面积m2ATC 气体负荷系数m/s定压比热容kJ/(kg·℃) CPD 精馏塔直径md阀孔直径m 0E 液流收缩系数全塔效率ETe雾沫夹带量kg液/kg气vF 原料液流量kmol/hH 塔高m塔底空间高度mHBH塔顶空间高度m D降液管内清液层高度mHd进料板处高度mHF干板阻力m液柱hc板上充气液层阻力m液柱hl气相通过浮阀塔板的压降m液柱hph w出口堰高mh o w堰上液层高度mK0传热系数W/(m2·℃) L 精馏塔液相流量kmol/hl w堰长mM A A物质的分子量N 实际塔板数块P 操作压力KPaΔP p单层塔板压降Pat 物料温度℃t∆平均温度差℃mu 速度m/s V 精馏塔气相流量kmol/h W d弓形降液管宽度m Ws 破沫区宽度mx馏出液中易挥发组分摩尔分数dx原料液中易挥发组分摩尔分数fx釜残液中易挥发组分摩尔分数Wα相对挥发度θ液体在降液管中停留时间sρL液相密度kg/m3ρv气相密度kg/m3t 孔心距mμl粘度Pa s⋅目录摘要 (I)前言 (9)第1章工艺流程的确定 (16)§1.1 本课题设计的内容和要求 (16)§1.1.1 设计要求 (16)§1.1.2 具体设计内容 (16)§1.2 设计方案的确定 (16)§1.2.1 设计原理 (17)§1.2.2 工艺流程 (18)第2章物料衡算 (20)§2.1 数据采集 (20)§2.1.1 全流程的工艺数据 (20)§2.1.2 催化剂的配方 (20)§2.1.3 操作条件 (20)§2.1.4 原料和产品的控制指标 (21)§2.2 一步缩合反应釜的物料衡算 (22)§2.3 二步缩合反应釜的物料衡算 (23)§2.4 单效蒸发器的物料衡算 (24)§2.5 脱乙醛塔的物料衡算 (26)§2.6 脱乙醇塔的物料衡算 (27)§2.7 脱重组分塔物料衡算 (28)第3章热量衡算 (30)§3.1 基本数据 (30)§3.2 一步缩合反应釜的热量衡算 (31)§3.3 二步缩合釜热量衡算 (32)§3.4 单效蒸发器的热量衡算 (32)§3.5 冷凝器的热量衡算 (34)§3.6 脱乙醛塔的热量衡算 (35)§3.6.1 再沸器的热负荷 (35)§3.6.2 冷凝器的冷凝量 (36)§3.7 脱乙醇塔的热量衡算 (36)§3.7.1 再沸器的热负荷 (36)§3.7.2 冷凝器的冷凝量 (37)§3.8 脱重组分精馏塔的热量衡算 (37)§3.8.1 再沸器的热负荷 (37)§3.8.2 冷凝器的冷凝量 (38)第4章设备选型及车间布置经济核算 (39)§4.1 缩合釜的设计 (39)§4.1.1 缩合釜体的设计 (39)§4.1.2 搅拌装置的设计 (41)§4.2 单效蒸发器的设计与选型 (42)§4.2.1 蒸发器的选择理由 (42)§4.2.2 蒸发器计算与设计 (42)§4.3 脱乙醛塔的设计与计算 (44)§4.3.1 基础数据 (45)§4.3.2 塔径的确定 (48)§4.3.3 塔板结构设计 (49)§4.3.4 塔板布置 (51)§4.3.5 流体力学验算 (52)§4.3.6 塔高的确定 (54)§4.4 脱乙醇塔的设计 (55)§4.4.1 基础数据 (55)§4.4.2 塔径的确定 (59)§4.4.3 塔板结构设计 (60)§4.4.4 塔板布置 (61)§4.4.5 流体力学验算 (63)§4.4.6 塔高的确定 (65)§4.5 脱重组分塔的选型与计算 (66)§4.5.1 相关计算 (66)§4.5.2 塔体结构 (67)§4.6 辅助设备的选型 (68)§4.6.1 泵的选型 (68)§4.6.2 再沸器的选型 (68)§4.6.3 冷凝器选型 (69)§4.6.4 工艺设备一览表 (69)§4.7 车间布置的基本原则和要求 (70)§4.7.1 车间布置的基本原则 (70)§4.7.2 车间布置的要求 (71)§4.8 本设计的生产车间布置 (74)§4.9 建设项目投资 (74)§4.9.1固定资产投资估算 (75)§4.9.2 建设期贷款利息 (75)§4.9.3 流动资金估算 (75)§4.10 生产成本估算 (76)§4.10.1 直接材料费 (76)§4.10.2 生产人员工资及福利 (76)§4.10.3 制造费用 (76)§4.11 经济效益 (77)§4.12 投资回收年限 (78)§4.13 核算总结 (78)第5章总结 (79)§5.1 乙酸乙酯的生产流程 (79)§5.2 生产设备设计 (79)参考文献 (80)致谢 (82)附录 (83)外文资料译文及原文 (84)前言乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,英文名称:Ethyl acetate。
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
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
分子模型 球棍模型 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 方法 乙醇乙酸酯化法 乙醛缩合法 乙烯一步法合成 乙醇脱氢法 比较 技术成熟,但灵活性较差,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,以降低生产成本,增强装置的抗风险能力。 虽然具有自己的特点,我国对该工艺的研究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,故除已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。 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。 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已经引进国外技术建成工业生产装置, 清华大学等单位对该生产技术也进行了较为系统的研究, 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。
六 危害 ⒈健康危害:对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可进行麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血;可致湿疹样皮炎。慢性影响:长期接触该品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。 ⒉燃爆危险:该品易燃,具刺激性,具致敏性。 七 应用 作为工业溶剂,用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中;作为粘合剂,用于印刷油墨、人造珍珠的生产;作为提取剂,用于医药、有机酸等产品的生产;作为香料原料,用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶剂,及用于染料和一些医药中间体的合成。是食用香精中用量较大的合成香料之一,大量用于调配香蕉、梨、桃、菠萝、葡萄等香型食用香精。是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂,也是工业上使用的低毒性溶剂。还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂,也是制药工业和有机合成的重要原料。
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