(精细0821-第三组—胡仓银)乙酸乙酯的合成的文献综述

乙酸乙酯合成方法的文献综述————精细0821胡仓银摘要：乙酸乙酯是具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料。关键字：乙酸乙酯，有机化工原料，反应过程，合成方法概述：乙酸乙酯分子式：C4H8O2分子量：88.11别名：醋酸乙酯；Aceticester；Vinlgarnaphtha性质：无色芳香液体。溶于水，与醇、醚、氯仿混合，易燃；沸点77℃，熔点-83℃，相对密度d25250.898,折射率n20D1.3719，闪点450F（开杯）。用途：人造香精，溶剂、试剂。1、制备工艺路线:醋酸与乙醇酯化制得。操作：反应器中加入200kg醋酸、160kg乙醇，在搅拌下加入20kg浓硫酸，加完后停止搅拌，加热回流7~8h，然后将反应物蒸出，得乙酸乙酯粗品;将粗品用5%碳酸钠水溶液中和至ph值为7~8，放置分层，将上层酯层用无水氯化钙干燥至清亮，经过滤除去干燥剂，分馏收集76~78℃馏分，得成品约250kg（产率85%）。反应方程式如下所示：2、乙酸乙酯的连续酯化工艺原料醋酸、乙醇及浓硫酸由高位槽连续通过流量计控制送入反应装置。物料先经过热交换器1与塔顶逸出的蒸汽热交换，然后送入酯化塔的最高层塔盘。塔底用蒸汽加热，生成的酯与醇、水形成三元共沸物向塔顶移动，含水的液体物料由顶部流向塔底。选择合适的停留时间及原料配比使塔底釜内的液体仅含少量的未反应醋酸以及硫酸。釜底流出的废水经中和后排出。塔顶逸出的蒸汽约含70%醇、20%酯及10%水，物料经热交换后通过冷凝器2，部分冷凝液与1中的冷凝液一起回流入塔内，其余部分送入分馏塔中分离三元共沸混合物中的酯及含水乙醇。塔底为含水乙醇回入酯化塔用于酯化。分馏塔中逸出的蒸汽冷凝后部分回流，其余部分在混合器中与等量的水混合，使乙酸乙酯与水分层，以保证在分离器中得到分离。上层为酯，送入精馏塔，水层中含乙醇及少量的酯再回流到分馏塔中。精馏塔顶部逸出的仍为低沸点三元混合物，除部分回流外，其余的送往混合器。成品乙酸乙酯由塔顶流出，经冷凝器后送往储罐。以上述的流程介绍可见，酯化反应中形成共沸混合物的分离，以及原料组分的充分利用，将涉及到大量化学工程技术。33、原料和催化剂：己酸、乙醇为化学纯;Fe2(SO4)3·xH2O为化学纯,未经任何处理直接使用。4、实验方法在150ml三颈烧瓶中按一定的比例加入己酸、乙醇和催化剂,搅拌下回流酯化,反应的馏出液用无水MgSO4干燥后,再经滴液漏斗返回三颈烧瓶中。反应完成后,滤去催化剂,取样用102G气相色谱仪分析含量,测定成酯的转化率,粗产品用真空精馏法提纯,在1333~2666Pa下收集55~60℃馏分得己酸乙酯。低温馏分主要是乙醇,底液主要是己酸,可回收后返回。方程式：CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O(可逆反应、加热、浓硫酸催化剂)发展趋势（1）加强对先进技术的应用研究。今年来有较大发展的先进技术，具有很好的应用前景。但要投入实际应用，还面临诸多问题，如设备投资费用和运行费用高、反应条件苛刻、反应器材要求高、处理量小灯问题均有待进一步解决。（2）加强经济、高效率的联用技术研究。考虑到合成吲哚类化合物的复杂与多样性，单纯采用一种方法往往难以到达预期目的，因此要考虑几种技术的联用以实现高效、经济的目的。41、乙烯与乙酸直接加成法随着化学化工产业的迅速发展,炼油技术的不断提高,乙烯已经成为一种丰富而价廉的化工原料。由于乙烯与乙酸直接加成反应生产乙酸乙酯既是原子经济型,又是环境友好型的反应,因此乙酸和乙烯加成酯化合成乙酸乙酯的新工艺备受化工界关注。现有的催化剂体系主要为以下几类:矿物酸及磺酸类催化剂,氧化物类催化剂,粘土矿物类催化剂-层状硅酸盐,离子交换树脂类催化剂,杂多酸化合物催化剂。上述几种催化剂中,杂多酸化合物结构较稳定,通过改变其组成元素可以达到调变其性能的作用。正因为杂多酸化合物有此良好的催化特性,所以杂多酸化合物对此反应的催化作用受到了许多研究者的重视。2、反应精馏法反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域。在操作过程中,化学反应与分离同时在一个设备内进行,既有精馏的物理相变传递现象,又有物质变化的化学反应现象,两者同时存在,互相影响。因此反应对下列2种情况特别适用:(1)可逆平衡反应。一般情况下,反应受平衡影响,转化率只能维持在平衡转化的水平,但是若生成物中有低沸点或高沸点物质存在,则精馏过程可使其连续地从系统中排出,最终转化率超过平5衡转化率,大大提高了效率。(2)异构体化合物分离。通常因它们的沸点接近,靠精馏方法不易分离提纯,若异构体中某组分能发生化学反应并能生成沸点不同的物质,即可在精馏过程中得以分离。醇酸酯化属于第一种情况。反应精馏用浓硫酸作催化剂,这是由于浓硫酸有酸性强、吸水性强、性能稳定、价廉等优点,而且溶于反应物料中,是均相催化反应,反应均匀,因而在全塔内都能进行催化反应。催化作用不受塔内温度限制,反应机理清楚,容易实现最优控制,这些优点可以使反应精馏生产装置大型化。用浓硫酸作催化剂,也有其不可克服的缺点,即硫酸严重腐蚀设备,其强氧化性易引起磺化、碳化或聚合等副反应,产品纯度低,后处理进程复杂,三废量大。3、催化精馏法催化精馏与反应精馏的不同之处在于采用固体酸作催化剂,属非均相反应精馏过程。十几年来的研究表明,固体酸催化剂代替浓硫酸作酯化催化剂,具有以下明显的优越性:(1)不会与硫酸一样沾染反应物,产物纯度高,色泽浅;(2)催化剂可多次使用,再生后催化剂性能没有下降;(3)可使反应有选择地进行,酯收率高,反应条件温和,副产物较少。虽然我国对固体酸催化剂的研究较多,但多数是采用间歇的方式。实验证明,简单地将固体酸催化剂于反应中取代硫酸,催化剂在反应液中会很快失去活性。因此解决好催化剂的工作方式问题也是至关6重要的,这也是固体酸催化剂取代硫酸实现工业化、大型化的关键。国内已有一些学者对用固体酸作酯化催化剂的催化精馏法进行了研究。1994年童张法等对用催化精馏法合成乙酯正丁酯进行了研究。1995年广西化工研究院首先发表催化精馏法合成乙酸乙酯的研究文章,并已进行工业性试验。催化精馏法不容易实现工业化和大型化的困难,在于催化精馏属非均相催化反应精馏过程,机理较复杂,可以设想至少由下列各个步骤组成:(1)反应物从物料主体扩散到催化剂外表面(外扩散过程);(2)反应物进一步向催化剂的微孔内扩散进去(内扩散过程);(3)反应物在催化剂的表面被吸附(吸附过程);(4)吸附的反应物转化成反应的生成物(表面反应过程);(5)反应生成物从催化剂脱附下来(脱附过程);(6)脱附下来的生成物从微孔向外扩散到催化剂外表面处(内扩散过程);(7)生成物分子从催化剂外表面处扩散到物料主体上(外扩散过程);(8)精馏的传质传热过程。目前在理论上还不能很好地解释这一过程,在国际上还没有一个国家提出催化精馏塔的设计方法。4、乙醛缩合法J.Am.Chem.Soc.发表了2个醛分子在金属醇化物催化下发生歧化生成酯的Tishchemko反应,对于乙酸乙酯来说,就是乙醛在以乙醇铝7为主体的复合催化剂作用下,经一步反应合成乙酸乙酯,反应式如下:2CH3CHOCH3COOC2H5该反应机理尚不十分清楚,1973年OrgamicChemistryVolI.6thedLongman说可能包含氢负离子转移:此法乙醛的转化率为97%,乙酸乙酯的选择性为96%,副产物主要是乙缩醛。乙醛缩合法的缺点是催化剂铝上的配位体OC2H5易被OH基取代,使催化剂失活,反应过程中生成的副产物乙缩醛易脱水,脱出的水促进乙醇铝水解,使催化剂很快失活。5、乙醇脱氢法乙醇脱氢法生产乙酸乙酯反应如下:2C2H5OHCH3COOC2H5+2H2+11·7kcal反应历程包括乙醇脱氢转化为乙醛、乙醛与水歧化为乙酸和乙醇、酸醇酯化生成乙酸乙酯3个连串反应。该工艺的关键问题在催化剂,目前国内的催化剂选择性较差,根据反应历程,产物中有中间产物乙醛与乙酸,另外还有副产物乙烯、丙酮等十几种。由于H2对平衡的抑制及降低副反应要求,单程转化率只为860%~70%。该工艺反应工段简单,但分离设备多,流程复杂,主要是副产物必须分离,微量的乙醛、丁醛、巴豆醛气味难闻,须充分脱除。由于分离工段塔多,因而能耗比传统工艺还高,操作设备多的同时,人员费用也相应较高参考文献1.-----精细有机化学品生产工艺手册TQ207-62/22.-----精细有机合成反应及工艺TQ203/53.《水合硫酸铁催化合成己酸乙酯》---彭晓春彭清静欧阳玉祝，416000Abstract:Ethylacetateisaveryimportantteamword.Itiswideyusedinmanyways.Itisaveryimportantisanimportantorganicchemicalmaterial,Keywords:Ethylacetateanimportantorganicchemicalmaterial