專利名稱：生產(chǎn)羧酸和醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)羧酸和醇的方法。更具體地講，本發(fā)明涉及一種通過(guò)在酸催化劑存在下水解含有羧酸酯的液體得到主要由羧酸、醇、水及羧酸酯組成的反應(yīng)產(chǎn)物液，再以一種工業(yè)上較為方便的方法精餾該反應(yīng)產(chǎn)物液來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇的方法。
在生產(chǎn)聚乙烯醇的一種常用方法中，以乙烯和乙酸作為原料進(jìn)行的乙酸化反應(yīng)可得到乙酸乙烯酯，乙酸乙烯酯進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚乙酸乙烯酯，聚乙酸乙烯酯在堿催化劑存在下與甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)。得到的乙酸甲酯在酸催化劑存在下水解可得到乙酸和甲醇，未反應(yīng)的乙酸甲酯可回收在水解反應(yīng)中重復(fù)使用。
乙酸甲酯以乙酸和甲醇回收的方法在“poval．”(第109頁(yè)、Polymer Society of Japan編輯、新修訂版、April 1，1981)公開。這個(gè)方法將在以下作描述(參見(jiàn)圖3)。皂化母液(主要成分為乙酸甲酯和甲醇)由皂化母液進(jìn)料管17輸送至A精餾塔18，分離為上層餾出液19(主要成分為乙酸甲酯和甲醇)和底層液20(主要成分為甲醇)。上層餾出液19與B精餾塔26的上層餾出液27的回流餾出液(以下將作描述)一起輸送至抽提精餾塔21，水由抽提精餾塔21塔頂?shù)某樘崴M(jìn)料管22輸送進(jìn)入，進(jìn)行抽提精餾。
抽提精餾塔21的底層液23的主要成分為甲醇，將其與上述A精餾塔18的底層液一起輸送至C精餾塔37，分離出甲醇餾出液38和底層液39(含乙酸鈉鹽等)。必要時(shí)對(duì)甲醇餾出液38進(jìn)一步處理并以甲醇回收。抽提精餾塔21的上層餾出液為乙酸甲酯和水，通過(guò)乙酸甲酯進(jìn)料管24輸送至填充有離子交換樹脂或其它酸催化劑的水解反應(yīng)器25，得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由乙酸、甲醇、水和未反應(yīng)的乙酸甲酯組成)。將反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至B精餾塔26，分離出上層餾出液27(由乙酸甲酯和甲醇組成)和底層液28(由乙酸和水組成)。該上層餾出液27就是上述的回流餾出液，將該餾出液輸送至抽提精餾塔21。在下文中，該混合物的成分主要是指主要成分，有關(guān)小量成分的描述將被省略。附圖為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖，常用的重沸器、冷凝器、泵和其它附屬設(shè)備均不作描述。
B精餾塔26的底層液28(由乙酸和水組成)被輸送至抽提塔29的塔頂，乙酸酯、酮和其它溶劑由抽提塔的底部進(jìn)料以抽提出乙酸。35為溶劑進(jìn)料管，31是萃余液(主要成分為水)的接受管道。從抽提塔塔頂出來(lái)的抽提液30由乙酸、溶劑和水組成，將其輸送入共沸精餾塔32(以上述溶劑作為共沸生成添加物)，乙酸從這個(gè)精餾塔的底部回收。36是乙酸的回收管道。共沸精餾塔32的上層餾出液為水和溶劑，該上層餾出液通過(guò)分離器33分離，這些溶劑通過(guò)上述溶劑進(jìn)料管35循環(huán)回抽提塔中使用，水通過(guò)排水管34排出。
然而，上述先有技術(shù)的方法存在以下問(wèn)題。那就是由于乙酸甲酯和水的水解反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，如在50℃時(shí)為0．14，所以其與溫度的相關(guān)性也較小。因此當(dāng)乙酸甲酯與水的摩爾比為1時(shí)進(jìn)行水解反應(yīng)時(shí)，乙酸甲酯的水解轉(zhuǎn)化率最多僅為27％(摩爾)。由于如上面提到平衡常數(shù)的溫度相關(guān)性非常小，因此即使提高反應(yīng)溫度也很難期望能提高水解的轉(zhuǎn)化率。雖然提高水與乙酸甲酯的摩爾比可提高水解轉(zhuǎn)化率，但是B精餾塔26的底層液的乙酸濃度將會(huì)降低，因此抽提塔29中用于濃縮乙酸的負(fù)荷也將增加。
因此對(duì)于先有技術(shù)的方法而言，需配備用于乙酸濃縮的抽提塔，并且當(dāng)水與乙酸甲酯的摩爾比提高時(shí)不僅是抽提塔負(fù)荷增加，而且共沸精餾塔32還必須小心操作以防止溶劑和水與乙酸發(fā)生混合。因此這個(gè)操作需要極其大量的勞動(dòng)力。雖然以上描述涉及一個(gè)乙酸甲酯水解的例子，但是它也同樣適用于其它羧酸酯的水解。
同時(shí)，采用活性精餾的方法將乙酸甲酯以乙酸和甲醇回收的方法在美國(guó)專利公布號(hào)5770770中公開。根據(jù)這個(gè)方法，在不將乙酸甲酯分離出系統(tǒng)情況下進(jìn)行水解，產(chǎn)生的成分可同時(shí)通過(guò)精餾分離。因此可說(shuō)這個(gè)方法是合理的方法。然而，為了提高采用這個(gè)方法的水解轉(zhuǎn)化率，水相對(duì)于乙酸甲酯的摩爾比必須很大，并且因?yàn)樯a(chǎn)乙酸和醇所需的能量極大地增加，所以這個(gè)方法在工業(yè)應(yīng)用上不能說(shuō)是一個(gè)有利的方法。因此本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)不使用溶劑的簡(jiǎn)化方法從羧酸酯生產(chǎn)醇和羧酸的工業(yè)上有利的方法。
本發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的細(xì)心實(shí)驗(yàn)達(dá)到了上述目的并從而得到了本發(fā)明。即本發(fā)明提供一種在酸催化劑存在下通過(guò)將羧酸酯水解得到反應(yīng)產(chǎn)物液并精餾分離上述產(chǎn)物液來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇的方法，生產(chǎn)羧酸和醇的方法的特征在于將含有羧酸酯且其成分的至少一部分為第一精餾塔在完全回流條件下分離出來(lái)的側(cè)線餾分的液體輸送至填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器中，從而得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由羧酸、醇、水和羧酸酯組成)，將上述反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至上述第一精餾塔，在該精餾塔底層分離出底層液(主要由羧酸、醇和水組成)，該底層液在第二精餾塔精餾被分離為上層餾出液(所含主要成分是醇)和底層液(由羧酸和水組成)，上述底層液在第三精餾塔精餾被分離為上層餾出液(由羧酸和水組成)和底層液(由羧酸組成)，將所述上層餾出液循環(huán)回上述第一精餾塔的塔頂，水在所述塔頂加入。
本發(fā)明還提供了一種通過(guò)在酸催化劑存在下水解羧酸酯得到反應(yīng)產(chǎn)物液并將上述產(chǎn)物液精餾分離來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇的方法，生產(chǎn)羧酸和醇的方法的特征在于將含有羧酸酯的液體輸送至在完全回流條件下操作的第一精餾塔中，將由該精餾塔分離出來(lái)的側(cè)線餾分輸送至填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由羧酸、醇、水和羧酸酯組成)，將該反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至上述第一精餾塔，在該精餾塔底層分離出底層液(主要由羧酸、醇、水組成)，該底層液在第二精餾塔被分離成上層餾出液(所含主要成分是醇)和底層液(由羧酸和水組成)，將上述底層液在第三精餾塔分離為上層餾出液(由羧酸和水組成)和底層液(由羧酸組成)，將上述上層餾出液循環(huán)回上述第一精餾塔的塔頂，水在上述塔頂加入。本發(fā)明的生產(chǎn)方法將通過(guò)附圖詳細(xì)描述。
在本發(fā)明中，因?yàn)閷⑺夥磻?yīng)獲得的反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至第一精餾塔中，而該精餾塔是在完全回流條件下操作，以使所述羧酸酯不會(huì)精餾出系統(tǒng)而是作為側(cè)線餾分從精餾塔分離出來(lái)并輸送至水解反應(yīng)器中，水解反應(yīng)消耗的水量在該精餾塔的塔頂加入以進(jìn)行水抽提精餾，并且羧酸水溶液的濃縮不是通過(guò)共沸精餾的方法進(jìn)行，所以可根據(jù)非常簡(jiǎn)單的流程從羧酸酯穩(wěn)定地獲得羧酸和醇。另外在本發(fā)明中，由于所用的水的量極大地減少，所以廢水的量也極大地減少。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的流程示意圖。
圖3是先有技術(shù)方法的實(shí)施方案的流程示意圖。
圖1是說(shuō)明從含羧酸酯液體中生產(chǎn)醇和羧酸的方法的流程圖。將作為原料的含所述羧酸酯的液體從羧酸酯進(jìn)料管1輸送至填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器2，在液相中水解得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由羧酸、醇、水和未反應(yīng)的羧酸酯組成)。上述含羧酸酯的液體同時(shí)也含有從第一精餾塔分離出來(lái)的側(cè)線餾分(將在以下描述)作為其成分的至少一部分。因此輸送至水解反應(yīng)器的含羧酸酯的液體包括從系統(tǒng)外輸送入的含羧酸酯的液體和作為所述第一精餾塔側(cè)線餾分的含羧酸酯的液體。雖然從系統(tǒng)外提供的含羧酸酯的液體和作為所述第一精餾塔側(cè)線餾分的含羧酸酯的液體的量的比率取決于所用的精餾塔的塔板數(shù)(number ofstages)而不能無(wú)條件地設(shè)置，但是比率通常設(shè)為1∶5至10(重量比)的范圍。雖然酸催化劑的例子包括無(wú)機(jī)酸(如硫酸)和固體酸催化劑，但最好是使用固體酸催化劑，這樣可避免在液體條件下分離和回收無(wú)機(jī)酸的麻煩。離子交換樹脂是一種固體酸催化劑的例子。如果所述液體含有乙酸或其它酸，那么這些酸也可用作酸催化劑。
上述反應(yīng)產(chǎn)物液被輸送至第一精餾塔3(該精餾塔是采用羧酸的水溶液作為溶劑，并且該塔為在完全回流的條件下操作的抽提精餾塔)，并被分離成上層餾出液(由羧酸酯、醇和水組成)和底層液(由羧酸、醇和水組成)。具有25至60級(jí)、優(yōu)選30至40級(jí)的板式塔用作所述第一精餾塔，如果塔頂算為第1級(jí)，上述反應(yīng)產(chǎn)物液最好輸送至所述第一精餾塔從塔頂算起的第2至第10級(jí)。由于所述第一精餾塔的底層液(由羧酸、醇和水組成)的水與羧酸的比例太大將不利于熱，太小將不利于水解反應(yīng)的進(jìn)行，因此水與羧酸的比例最好是在1∶1至1∶4(重量比)的范圍內(nèi)。
上述底層液在回流比為0．5比3下操作的第二精餾塔5中分離為上層餾出液(由醇組成)和底層液(由羧酸和水組成)。所述醇(上層餾出液)從醇回收管6回收。50至80級(jí)的板式塔用作所述第二精餾塔，第一精餾塔的底層液最好從接近所述第二精餾塔的中間級(jí)進(jìn)料。盡管所述第一精餾塔的底層液中存在羧酸和醇，并且所述羧酸可能顯示出上述催化劑的功能，因此會(huì)產(chǎn)生羧酸酯，但是由于羧酸酯在所述第一精餾塔被精餾而分離并輸送至水解反應(yīng)器，因此在最終其將以羧酸和醇的形式回收而不會(huì)存在特別的問(wèn)題。
第二精餾塔5的底層液是濃度大約為20至50％(重量)羧酸水溶液。將這些水溶液輸送至回流比為1∶3的第三精餾塔7并被分離成上層餾出液(由羧酸水溶液組成)和底層液(由羧酸組成)。這些上層餾出液循環(huán)回上述第一精餾塔3的塔頂，和由抽提水進(jìn)料管4輸送的抽提水一起用作第一精餾塔3(抽提精餾塔)的溶劑。其中羧酸從羧酸回收管8回收。大約60至70級(jí)的板式塔用作所述第三精餾塔，所述第二精餾塔的底層液最好從該塔塔頂算起的第20至第25級(jí)輸送入。對(duì)于從塔頂出來(lái)的餾出液(羧酸水溶液)的羧酸濃度而言，濃度太高不利于羧酸酯的水解反應(yīng)，太低不利于熱。因此該羧酸濃度最好為6至15％(重量)。盡管第三精餾塔7的底層液可以作為乙酸使用，但是必要時(shí)經(jīng)過(guò)精煉使用或從該精餾塔的低層部分作為側(cè)線餾分分離出來(lái)后使用。
本發(fā)明的特征在于所述第一精餾塔3的溶劑在水解反應(yīng)中使用。在本發(fā)明的第一方面，水解反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物液被輸送至所述第一精餾塔，這個(gè)精餾塔在完全回流的條件下操作，以使所述羧酸酯不會(huì)被精餾出系統(tǒng)而是作為側(cè)線餾分分離出并輸送至水解反應(yīng)器，從該精餾塔的塔頂加入水解消耗的量的水以進(jìn)行水抽提精餾。側(cè)線餾分從所述第一精餾塔分離出來(lái)的級(jí)最好與水解反應(yīng)產(chǎn)物液進(jìn)料的級(jí)相同或在低于塔頂而高于上述進(jìn)料級(jí)1至3級(jí)的級(jí)上。采用這個(gè)方法，不僅可以以一種熱有利的方式由羧酸酯來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇，而且由于廢水量極大減少，所以這種方法也是有利于環(huán)境保護(hù)的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，第三精餾塔7的上層餾出液(由羧酸水溶液組成)作為上述抽提精餾的溶劑循環(huán)使用。因此羧酸酯的水解反應(yīng)是在羧酸存在下進(jìn)行的。本發(fā)明人的驗(yàn)證表明雖然作為產(chǎn)物體系組成部分的羧酸的存在在羧酸酯的水解反應(yīng)中對(duì)于羧酸酯的水解會(huì)有一些不利，但影響不會(huì)很大，考慮到獲得上述羧酸水溶液的精餾相當(dāng)于原油精餾的水平并因此在操作上較為簡(jiǎn)單，同時(shí)考慮到熱效應(yīng)，所以羧酸在羧酸酯水解反應(yīng)中的存在從總體上來(lái)說(shuō)基本不會(huì)有不利的因素。
圖2是描述本發(fā)明關(guān)于從含有羧酸酯的液體中生產(chǎn)醇和羧酸另一方面的流程圖。作為原料的含羧酸酯的液體從羧酸酯進(jìn)料管9輸送至采用羧酸水溶液作為溶劑且在完全回流條件下操作的第一精餾塔10，分離成上層餾出液(由羧酸酯和醇組成)和底層液(由羧酸、醇和水組成)。大約30至70級(jí)的板式塔用作第一精餾塔10，所述含羧酸酯的液體最好在接近該第一精餾塔中間級(jí)進(jìn)料。該第一精餾塔的底層液在第二精餾塔13中被分離成上層餾出液(由醇組成)和底層液(由羧酸和水組成)，所述醇(上層餾出液)從醇回收管14回收。第二精餾塔13與第二精餾塔5相同(參見(jiàn)圖1描述)，并且操作條件也相同。
第二精餾塔13的底層液是濃度大約為20至50％(重量)的羧酸水溶液。將該水溶液輸送至第三精餾塔15并分離成上層餾出液(由羧酸水溶液組成)和底層液(由羧酸組成)，將該上層餾出液循環(huán)回上述第一精餾塔10的塔頂并作為第一精餾塔10的溶劑使用。所述羧酸從羧酸回收管16回收。第三精餾塔15與第三精餾塔7相同(參見(jiàn)圖1描述)，并且操作條件也一樣。關(guān)于從塔頂出來(lái)的餾出液(羧酸水溶液)的羧酸濃度，該濃度太高不利于羧酸酯的水解反應(yīng)，太低于熱不利。因此該羧酸濃度最好為6至15％(重量)。第三精餾塔15的上層餾出液(由羧酸水溶液組成)被循環(huán)回上述第一精餾塔10，并與從抽提水進(jìn)料管11輸送入的抽提水一起在第一精餾塔10(抽提精餾塔)中用作溶劑。
如上所述，本發(fā)明的特征在于所述第一精餾塔的溶劑在水解反應(yīng)中使用。根據(jù)圖2所說(shuō)明的本發(fā)明的方法，將第一精餾塔10分離出來(lái)的側(cè)線餾分輸送至上述填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器12，水解得到的反應(yīng)產(chǎn)物液被輸送至第一精餾塔10。從所述第一精餾塔分離出側(cè)線餾分的級(jí)最好與水解反應(yīng)產(chǎn)物液進(jìn)料的級(jí)相同或在低于塔頂而高于上述進(jìn)料級(jí)的1至3級(jí)上。由于根據(jù)本方法在第一精餾塔10使用的抽提水的量也可極大地減少，因此廢水的量將減少。根據(jù)所給的描述(參見(jiàn)圖1)，上述精餾塔的底層液(由羧酸、醇和水組成)中的水與羧酸的比最好設(shè)置為1∶1至1∶4(重量比)。
所述羧酸的例子包括丙酸、乙酸、丁酸、戊酸、己酸、癸酸和乳酸等，所述醇的例子包括甲醇、乙醇、丙醇和丁醇等。根據(jù)溶解性質(zhì)、沸點(diǎn)及共沸性質(zhì)等方面優(yōu)選低級(jí)醇。羧酸酯的例子包括上述化合物的羧酸酯。從工業(yè)實(shí)用的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，羧酸優(yōu)選乙酸，羧酸酯優(yōu)選乙酸甲酯或乙酸乙酯。乙酸甲酯和乙酸乙酯特殊的例子包括由聚乙酸乙烯酯與甲醇在堿催化劑存在下進(jìn)行酯交換反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸甲酯、由α—乙酰氧基或丙酰氧基—丙酸與甲醇或乙醇在酸催化劑存在下反應(yīng)得到的乙酸甲酯或乙酸乙酯等。
作為原料的羧酸酯可能包含有沸點(diǎn)比羧酸酯高的醇或羧酸，如醇或羧酸與羧酸酯形成一種共沸物，可用水抽提。根據(jù)這些醇或羧酸含量適宜地選擇圖1或圖2所描述的方法。通常而言，當(dāng)這些成分的含量低于20％(重量)應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，從工業(yè)上有利的角度來(lái)說(shuō)優(yōu)選圖1的方法，而當(dāng)含量等于或高于20％(重量)時(shí)，采用圖2的方法。本發(fā)明將通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明。
實(shí)施例第一實(shí)施例根據(jù)圖1描述的流程從乙酸甲酯生產(chǎn)乙酸和甲醇。從所述第一精餾塔的塔頂算起第四級(jí)分離的側(cè)線餾分通過(guò)乙酸甲酯進(jìn)料管加入到含乙酸甲酯的液體(乙酸甲酯含量94．4％(重量)和水含量5．6％(重量))中，由此得到含乙酸甲酯的混合液(由水17．3％(重量)、乙酸甲酯74．1％(重量)、甲醇7．6％(重量)和乙酸1．0％(重量)組成)，將該混合液輸送至一不銹鋼的水解反應(yīng)器(內(nèi)徑2800mm、長(zhǎng)3600mm，填充有多孔酸性離子交換樹脂(PK228LH，由Mitsubishi Chemical Co．Ltd．生產(chǎn)))，得到反應(yīng)產(chǎn)物液(由水13．8％(重量)、乙酸甲酯59．8％(重量)、甲醇13．8％(重量)和乙酸12．6％(重量)組成)。將該反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至所述第一精餾塔由塔頂算起的第四級(jí)(該精餾塔為不銹鋼制造，含有35級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑3000mm)，并進(jìn)行抽提精餾。在完全回流的條件下進(jìn)行常壓精餾得到底層液(由乙酸41．3％(重量)、甲醇21．2％(重量)和水37．5％(重量)組成)。如上所述，由所述第一精餾塔的由塔頂算起第四級(jí)分離出側(cè)線餾分、與由乙酸甲酯進(jìn)料管輸送的乙酸甲酯和水的混合液混合并輸送至水解反應(yīng)器。將所述第一精餾塔的底層液輸送至所述第二精餾塔(含有65級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑1500mm)的第45級(jí)處，在回流比為1．45下分離成上層餾出液(由99．95％(重量)的甲醇組成)和底層液(由乙酸和水組成)。所述上層餾出液作為甲醇使用。
所述第二精餾塔的底層液是乙酸濃度為43．1％(重量)的水溶液，該水溶液被輸送至所述第三精餾塔(不銹鋼制造、含35級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑3600mm)從塔頂算起的第24級(jí)處。在回流比保持1．44下進(jìn)行常壓精餾，在該塔頂?shù)玫?．4％(重量)的乙酸水溶液，在塔底得到99．95％(重量)的乙酸。將乙酸在接近底部的位置作為側(cè)線餾分分離出來(lái)并作為產(chǎn)物使用。將所述上層餾出液與添加的水一起循環(huán)并在上述第一精餾塔中作為溶劑使用。分離所需的熱量如果換算成4kg／cm2G蒸汽，則為每1Kg原料乙酸甲酯需4Kg。就所用的精餾塔的數(shù)目來(lái)說(shuō)，該實(shí)施例按照比對(duì)照實(shí)施例(在以下討論)更為簡(jiǎn)單的流程進(jìn)行，第三精餾塔7的操作也非常容易。第二實(shí)施例根據(jù)圖2描述的流程從乙酸甲酯生產(chǎn)乙酸和甲醇。將液體(由水1．9％(重量)、乙酸甲酯31．4％(重量)和甲醇66．7％(重量)組成)輸送至所述第一精餾塔從塔頂算起的第19級(jí)(該精餾塔為不銹鋼制造、含45級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑3200mm)并進(jìn)行抽提精餾。在完全回流的條件下進(jìn)行常壓精餾得到底層液(由乙酸20．5％(重量)、甲醇58．0％(重量)和水21．5％(重量)組成)。將所述第一精餾塔的底層液輸送至所述第二精餾塔(含有65級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑2800mm)的第50級(jí)，在回流比1．15下分離成上層餾出液(由99．95％的甲醇組成)和底層液(由乙酸和水組成)。該上層餾出液作為甲醇產(chǎn)物使用。
所述第二精餾塔的底層液是乙酸濃度為41．4％(重量)的水溶液，將該水溶液輸送至所述第三精餾塔(不銹鋼制造、含70級(jí)多孔塔板、內(nèi)徑3600mm)從塔頂算起第28級(jí)處。在回流比保持為1．44下進(jìn)行常壓精餾，在塔頂?shù)玫?．1％(重量)的乙酸水溶液，塔底得到99．95％(重量)的乙酸。將該乙酸在接近底部的位置作為側(cè)線餾分分離出來(lái)并作為產(chǎn)物使用。所述上層餾出液與添加的水一起循環(huán)并作為溶劑在上述第一精餾塔中使用。
將從所述第一精餾塔塔頂算起第4級(jí)塔板分離出的側(cè)線餾分離出來(lái)，輸送至與第一實(shí)施例相同的水解反應(yīng)器得到反應(yīng)產(chǎn)物液(由水17．5％(重量)、乙酸甲酯71．3％(重量)、甲醇9．8％(重量)和乙酸1．4％(重量)組成)，將該產(chǎn)物液輸送至所述第一精餾塔10從塔頂算起的第5級(jí)塔板。分離所需的熱量如果換算成4kg／cm2G蒸汽，則為每1Kg原料乙酸甲酯需5kg。所用的精餾塔的數(shù)目與第一實(shí)施例相同，乙酸和甲醇遵照簡(jiǎn)單的流程獲得。而且第三精餾塔15的操作非常容易。對(duì)照實(shí)施例根據(jù)圖3描述的流程從乙酸甲酯生產(chǎn)乙酸和甲醇。將皂化反應(yīng)的母液(由乙酸甲酯36％(重量)和甲醇64％(重量)組成)輸送至所述含36級(jí)塔板的A精餾塔從塔頂算起的第6級(jí)，并在回流比為1．0下分離成上層餾出液(由乙酸甲酯78％(重量)和甲醇22％(重量)組成)和底層液(由甲醇組成)。將該上層餾出液和所述B精餾塔的上層餾出液(由乙酸甲酯67％(重量)、甲醇30％(重量)和水3％(重量)組成)一起輸送至所述抽提精餾塔。這個(gè)抽提精餾塔是一個(gè)有30級(jí)塔板的精餾塔，來(lái)自所述A精餾塔的餾出液從第16級(jí)進(jìn)料，來(lái)自所述B精餾塔的餾出液從第19級(jí)進(jìn)料。水從所述抽提精餾塔的塔頂加入，抽提精餾在回流比為0．35下進(jìn)行。
所述抽提精餾塔的底層液是含大約25％(重量)甲醇的水溶液，將該水溶液與上述A精餾塔的底層液一起輸送至所述含56級(jí)塔板的C精餾塔的第36級(jí)，在回流比為1．4下分離成甲醇餾出液和底層液(含有乙酸鈉鹽等)。所述抽提精餾塔的上層餾出液是一種含有41％(重量)的乙酸甲酯和59％(重量)的水作為主要成分的液體，將該液體輸送至水解反應(yīng)器(不銹鋼制造、內(nèi)徑2400mm、長(zhǎng)3600mm、填充有與第一實(shí)施例同樣的離子交換樹脂)，得到反應(yīng)產(chǎn)物液(由乙酸17％(重量)、甲醇9％(重量)、水54％(重量)和乙酸甲酯20％(重量)組成)。將該反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至所述B精餾塔并分離成上層餾出液(由乙酸甲酯67％(重量)、甲醇30％(重量)和水3％(重量)組成)和底層液(含24％(重量)乙酸的水溶液)。該上層餾出液就是上述回流的餾出液，將該餾出液輸送至所述抽提精餾塔。
所述B精餾塔的底層液(由乙酸和水組成)輸送至45級(jí)的抽提塔，為所輸送的底層液的量的1．6倍的乙酸丁酯從抽提塔較低的位置進(jìn)料抽提乙酸。由所述抽提塔塔頂?shù)玫降某樘嵋河?3％(重量)乙酸、79％(重量)乙酸丁酯和8％(重量)水組成，將該抽提液輸送至65級(jí)共沸精餾塔(乙酸丁酯作為共沸劑)的第20級(jí)，在回流比為0．35下從所述精餾塔的較低位置回收乙酸。所述共沸精餾塔的上層餾出液由水和溶劑組成，該上層餾出液使用液體分離器分離，溶劑則循環(huán)并在所述抽提塔中使用。根據(jù)這種生產(chǎn)方法，如果將所需的熱量換算成4kg／cm2G蒸汽，則為每1Kg原料乙酸甲酯需6Kg，所用的精餾塔的數(shù)目較大，操作流程也較復(fù)雜。同時(shí)，必須操作所述共沸精餾塔以免水和乙酸丁酯與這個(gè)精餾塔的底層液混合，該方法需要大量的工作。而作為抽提水的用量大約為上述實(shí)施例的量的兩倍，廢水的量大約為上述實(shí)施例的量的100倍。
權(quán)利要求
1．通過(guò)在酸催化劑的存在下水解羧酸酯得到反應(yīng)產(chǎn)物液并精餾分離所述反應(yīng)產(chǎn)物液體來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇的方法，所述生產(chǎn)羧酸和醇的方法的特征在于將含有羧酸酯且其成分的至少一部分為在完全回流條件下操作的第一精餾塔分離得到的側(cè)線餾分的液體輸送至填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器中，得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由羧酸、醇、水和羧酸酯組成)，將所述反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至所述第一精餾塔，在所述精餾塔底部分離出底層液(主要由羧酸、醇和水組成)，所述底層液在第二精餾塔被分離成上層餾出液(所含主要成分是醇)和底層液(由羧酸和水組成)，所述底層液在第三精餾塔被分離為上層餾出液(由羧酸和水組成)和底層液(由羧酸組成)，所述上層餾出液循環(huán)回所述第一精餾塔的塔頂，水也在所述塔頂加入。
2．通過(guò)將在酸催化劑存在下水解羧酸酯得到反應(yīng)產(chǎn)物液并精餾分離所述反應(yīng)產(chǎn)物液生產(chǎn)羧酸和醇的方法，所述生產(chǎn)羧酸和醇的方法的特征在于將含有羧酸酯的液體輸送至在完全回流條件下操作的第一精餾塔，將由所述精餾塔分離出來(lái)的側(cè)線餾分輸送至填充有酸催化劑的水解反應(yīng)器而得到反應(yīng)產(chǎn)物液(主要由羧酸、醇、水和羧酸酯組成)，將所述反應(yīng)產(chǎn)物液輸送至所述第一精餾塔，在所述精餾塔底層分離出底層液(主要由羧酸、醇和水組成)，所述底層液在第二精餾塔被分離成上層餾出液(所含主要成分是醇)和底層液(由羧酸和水組成)，所述底層液在第三精餾塔被分離為上層餾出液(由羧酸和水組成)和底層液(由羧酸組成)，所述上層餾出液循環(huán)回所述第一精餾塔的塔頂，水也在所述塔頂加入。
3．如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)羧酸和醇的方法，其中所述乙酸酯是乙酸甲酯。
4．如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)羧酸和醇的方法，其中所述乙酸酯是乙酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)羧酸和醇的方法。更具體地講,本發(fā)明涉及一種通過(guò)在酸催化劑存在下水解含有羧酸酯的溶液得到主要由羧酸、醇、水及羧酸酯組成的反應(yīng)產(chǎn)物液,再以一種工業(yè)上較為方便的方法精餾該反應(yīng)產(chǎn)物液來(lái)生產(chǎn)羧酸和醇的方法。
文檔編號(hào)C07B61/00GK1280119SQ0011886
公開日2001年1月17日 申請(qǐng)日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者柳川雅敏, 渡邊和則, 中原文夫 申請(qǐng)人:可樂(lè)麗股份有限公司