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化工进展
2012年第31卷增刊ニ
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
应用技术
ト~
乙酸甲酯水解的工艺
袁骏
中国昆仑工程公司,北京10037)
摘要:こ酸甲番作为一种化エ原料,广泛用于乙酸纤素、硝基纤维素、油漆、染料、人造革、香料、油脂
等领战。介绍了乙酸甲酯水解的传统エ艺、水解机理、热力学研究和催化反应动力学研究;重点阐述了国内外
科研人員关于乙酸甲酯水解的研究晟果和研究现状。指出催化精馏技术是以后的研究方向,具有较好的应用前
景。对影响乙酸甲酯水解转化率因素的研究也将是重点领。
关键词:乙酸甲番;水解;催化精缩
Advances in hydrolysis of methyl acetate
YUAN Jun
China Kunlun Contracting & Engineering Corporation, Beijing 100037, China)
Abstract: Methyl acetates are widely used as chemical raw materials for cellulose acetates
cellulose nitrates, paintings, coatings, artificial leathers, perfumes, and fats. The traditional
techniques, mechanism, thermodynamic and catalytic reaction dynamic research in the
hydrolysis of methyl acetate were summarized in this paper. The research results of scientific
researchers in the hydrolysis of methyl acetate at home and abroad were highlighted. Catalyti
reaction distillation technique is still a challenging goal, and it has good application prospect. The
study on effect factors of hydrolysis conversion of methyl acetate is the emphasis
Key words: methyl acetates; hydrolysis; catalytic reaction distillation
乙酸甲酯作为一种工业化工原料.主要是在强
(3)酸解法用硫酸或盐酸作催化剂.使乙酸
酸作为催化剂的环境下由甲醇和乙酸脱水合成其甲酯水解生成甲醇和乙酸
用途主要是作为乙酸纤维素和硝基纤维素的快干性
(4)离子交换树脂法用固体酸强酸性阳离子
溶剂.还可以用于制造油漆涂料人造革和香交换树脂代替酸解法中的氢离子使乙酸甲酯水解生
料.也可以用作油脂的萃取剂等另外乙酸甲酯成甲醇和乙酸
还作为副产品的形式在某些工业化工产品的合成中
乙酸甲酯水解的传统工艺和水解
出现。并且副产量较大工业处理中一般是将乙酸
甲酯分解成乙酸和甲醇经分离提纯后.乙酸用
机理
于乙酸乙烯的合成原料.甲醇再用于聚合工段。乙11传统工艺
酸甲酯的分解方法一般有以下几种[1.
目前エ业聚乙烯酯生产エ厂中副产的乙酸甲
(1)碱解法乙酸甲酯与氢氧化钠反应生成甲酩,大多都采用离子交换树脂法来分解,分解得到
醇和乙酸钠、乙酸钠再与硫酸反应生成乙酸和硫的较高纯度的甲醇和乙酸再作为反应原料重新进入
酸钠
反应加以利用但是水解反应的平衡常数很小
(2)氨解法用氨代替氢氧化钠,使乙酸甲酯
与気水反应生成甲醇和乙酸铵乙酸铵再与硫酸反
作者:袁骏(199-),男,从事化工工艺设计及研发工作。E
应生成乙酸和硫酸铵
mail:yuanjun(@cnpccom.cn
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化工进展
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2012年第31卷
0.12~0.14),
实际单程转化率很低若水解反应
水解反应的催化剂通常是稀盐酸或稀硫酸起
的工艺条件以1:1的摩尔比进行.所得其平衡转催化作用的是H+.但反应后产物与催化剂分离困
化率仅为0.3左右,而工业实际过程的单程转化率难,所以工业上采用固态的强酸性阳离子交换树脂
约在a2~03之间。传统工业中乙酸甲酯分解的作催化剂。一般采用的高子交換树脂为-SONa
流程如图1所示
型使用前先用稀硫酸水溶液进行活化使其转化
乙酸甲酯
甲醇
为ーH型阳离子交换树脂。
酯水解反应见式(2)
CH COOCH +H,O=CH: COOH+CH,OH (2)
乙正
其平衡常数为= TCHCOOCH LH2OT
一般在0.25左右,因为水解过程不可能达到
乙酸。度水
素馏
完全平衡,所以实际工业生产中只能达到Q.12
0.14-2。乙酸甲酯在阳离子交換树脂的催化下水
图1传统水解分离工艺流程
固定床反应器,2精馏塔:3一萃取精馏塔
解,其反应历程见(式)4~式(7)。
4脱水塔n;5一脱水塔1;6回收塔
R-S0, H+HO=R-SO+H, O*(4)
分层器
乙酸甲酯和水分别通过装有离子交换树脂的固CH1COCH1+H10?CHC-OCH+0
定床催化反应器得到甲醇乙酸以及原料水和未
分解的乙酸甲酯混合物、然后送入精馏塔进行分
OHH
H
离塔顶得到乙酸甲酯和甲醇的混合液再送到萃
CH: -= H; C-C-OCH
6
取精馏塔中分离萃取剂水从萃取塔的顶部加入
O H
塔底得到甲醇的水溶液,送入脱水塔Ⅱ进行分离。HCC0CH+H?=CH1-OH+CHOH+H
精馏塔底部得到的稀乙酸溶液进入脱水塔」进行提
浓顶部加入的乙酸正丁酯与水形成共沸物从塔顶
乙酸甲酯水解体系的热力学和催
蒸出经泠凝后在分层器中分层上层油相由塔顶
重新打入塔中下层水相送入回收塔回收其中的共
化反应动力学
沸剂。塔釜排出含有高沸物的乙酸溶液。送至蒸馏2.1热力学
工段的残渣蒸发器回收其中的乙酸
研究乙酸甲酯水解体系该体系中存在乙酸甲
该工艺流程实际的单程转化率较低且乙酸甲酯甲醇水_乙酸四元体系、既含有强缔合组分乙
酯易于与甲醇水形成共沸物且工艺要求规模庞酸.又存在水解与酯化这一可逆反应、因此无论是
大的设备整个过程的蒸汽消耗量也是非常高的对于实验測定分析,还是理论推算、都是十分困
这些因素导致了乙酸甲酯的分解成本很高随着科难的
学技术的进步反应分离耦合过程的出现解决了以
20世纪g0年代. Barb等s提出了一个相
上缺点反应分离耦合过程就是将反应分离协同对比较简单的方法来计算化学反应的相平衡
进行的过程。例如以精镅作为分离手段不仅可以(CPE)关系。它的优点是避开了早期计算方法中
有效提高分离效率而且使分离成本降低反应精求复杂函数的最小值问题使问题计算简便此种
馏通常是指均相过程若加入非均相的催化剂就方法可用于大多数反应精馏