己酸乙酯生产的新工艺和设备

背景

据检索，在本发明作出之前，尚未发现与本发明特别相关的文献。《世界精细化工手册》（1982年版）介绍的日本井上香料制造所、高阳化学、三荣化学、丰玉香料等公司生产己酸乙酯的方法：“在硫酸存在下，将无水乙醇与正己酸一起加热，蒸馏即得。以蒸馏法精制。”该制法中无水乙醇只用于配料酯化，并不是用作脱水剂。

除此之外，国内外生产己酸乙酯，大多沿用传统的生产工艺，即将己酸、95°乙醇、硫酸（或树脂）按一定比例（通常，三者重量比为1∶0.5∶0.2）进行配料，放入酯化锅内加热酯化，然后冷却，再加入稀碱液中和未酯化的己酸。加碱中和后的己酸钠溶液，回收稀乙醇及少量粗酯后，泵入浓缩锅经浓缩后，再泵入酸化锅内，加入硫酸进行酸化，所得回收己酸再用于配料，回复使用，稀乙醇经浓缩后，亦用于回复使用。上层粗酯经水洗后，吸入油浴精馏锅（塔）中，电加热精馏三十余小时，得己酸乙酯成品。

上述传统工艺的缺点在于：原料消耗大，生产成本高;工艺复杂，生产周期长，得率低;设备复杂庞大，电耗高，仅主要设备就需要酯化锅、浓缩锅、酸化锅、精馏锅（塔）等。

生产工艺

本发明的目的是为了提供一种生产己酸乙酯的新工艺，以及为实现这种工艺的设备。

本发明的目的是通过以下的工艺流程来实现的：按照新的配比配制原料，并放入酯化精馏锅（塔）;蒸汽加热，回流酯化;滴入无水乙醇进行脱水酯化;常压回收乙醇、冷却、淡碱水洗;蒸汽加热，减压精馏，制得己酸乙酯成品。

完成上述新工艺所用的主要设备为一座酯化精馏锅（塔）。

本发明的要点是：确定了新的配料比例;选用无水乙醇作为脱水剂;将酯化设备、精馏设备合二为一;将电加热常压精馏己酸乙酯改为蒸汽加热减压精馏。

图1示出了采用新工艺生产己酸乙酯的设备简图。

采用新工艺生产己酸乙酯的设备包括：反应锅〔1〕、反应塔〔2〕、冷凝器〔3〕、存液器〔4〕、套管换热器〔5〕、视筒〔6〕、转子流量计〔7〕、〔8〕、〔9〕及其它辅助设备，如温度计〔T〕、压力表〔P〕等。

图中〔10〕为己乙成品出料口;〔11〕为淡乙醇（己乙头子）出料口;〔12〕为无水乙醇进料口;〔13〕为反应锅进料口。

显而易见，本发明所涉及的设备，比采用传统工艺生产己酸乙酯的设备简化了许多，不但将酯化、精馏二套设备合在了一起，而且省去了浓缩、酸化等设备。

以下参照附图，并结合发明者所作的实施例，对本发明进行详尽的描述：1.配料    本发明采用精己酸（含量95%）和95°乙醇为原料，选用硫酸或氢型树脂作催化剂。用硫酸作催化剂时，己酸、乙醇、硫酸三者之间的重量比以1∶0.8～1.2∶0.008为宜，如用氢型树脂作催化剂，则选择1∶0.8～1.2∶0.04的重量比。

2.全回流酯化    将按上述配比配制的原料（含催化剂），投入1000立升反应锅〔1〕，在反应锅〔1〕的夹套内通入蒸汽，将原料加热回流酯化2.5小时，生成己酸乙酯粗酯。全回流酯化过程，应将蒸汽压力、回流量（由转子流量计〔7〕控制）分别控制在3.92～4.9N/cm2和150～165升/小时。全回流酯化结束，锅中料液酸度应在10～12%。

3.无水乙醇脱水酯化为了尽可能地提高己酸得率，全回流酯化过程结束后，将无水乙醇滴入反应锅〔1〕底部，对己酸乙酯粗酯进行脱水酯化，并开启出料阀，蒸出淡乙醇。无水乙醇滴加量由转子流量计〔8〕控制，以使淡乙醇蒸出量与无水乙醇滴入量保持基本平衡为好。该过程在蒸汽压力为11.8～17.3N/cm2，反应塔〔2〕顶部温度为78.5～79.2℃，锅内液温为87～88℃的条件下进行。经6～7小时，蒸出淡乙醇浓度达95～96℃，锅中料液酸度降至1.8%以下（如采用氢型树脂酯化，则酸度在0.8%以下），脱水酯化结束。

4.常压回收乙醇脱水酯化结束，开始常压回收乙醇（如采用树脂催化，则需冷却，分去树脂后，再进行常压回收乙醇）。反应塔蒸出的乙醇，经冷凝器〔3〕、存液器〔4〕、套管换热器〔5〕、视筒〔6〕、淡乙醇（己乙头子）出料口〔11〕，回收至容器内。此阶段，逐渐升高反应锅〔1〕夹套蒸汽压力，直至24.5N/cm2;逐渐降低回流量，自130升/小时开始，最终降为0;塔顶温度78.4～78.2℃，当锅中料液温度升至128～130℃，蒸出乙醇量很少时，常压回收乙醇结束。

5.洗酯    常压回收乙醇结束后，将锅中料液冷却至60℃，加入浓度为0.35%的氢氧化钠溶液，搅拌洗涤。待分层后，放弃下层废碱水，再用二遍清水水洗。水洗结束后，料液酸度应在0.2%以下。

6.蒸汽加热减压精馏    洗酯结束后，夹套内通入蒸汽，并同时开启真空泵，在减压下，先出尽水份，再出已酸乙酯头子，最后出己酸乙酯成品。

在本过程的前期（出水份、头子）反应塔〔2〕顶部真空度应控制在9.07×104Pa，夹套内蒸汽压力为11.8N/cm2，出水份时，回流量控制在85～90升/时，并关闭回流阀，出尽水份后，开始出己酸乙酯头子，回流量为50～55升/时，当塔顶温度升至90℃，真空度达9.33×104Pa，出液较多并稳定时，取样评香气。如香气纯正，即转入出成品。

出成品前期，回流量控制在150～160升/小时，出成品量控制在140～150升/小时，塔顶温度90～95℃，真空度9.33×104Pa;后期回流量逐渐降至50～30升/小时，出成品量控制在50～30升/小时，塔顶温度95～95.8℃，真空度9.53×104Pa。

当成品出液量降至25升/小时时，随时取样评香气。香气如稍有变化，即结束出成品。

本发明与现有技术中的己酸乙酯生产工艺和设备相比，具有原料消耗低、电耗低、生产周期短、设备投资少、产品质量高等特点。适用于香料工业、有机合成、食品工业等所采用的己酸乙酯的生产。