低浓度醋酸甲酯制醋酸工艺过程分离单元工业放大设计文献综述

 2021-10-13 20:08:05

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文 献 综 述

1.前言

在聚乙烯醇(PVA)和精对苯二甲酸(PTA)生产工艺中，产生大量的副产物醋酸甲酯，这些醋酸甲酯由于含有杂质而不能直接利用乙酸甲酯作为一种工业化工原料，主要是在强酸作为催化剂的环境下由甲醇和乙酸脱水合成。其用途主要是作为乙酸纤维素和硝基纤维素的快干性溶剂；还可以用于制造油漆、涂料、人造革和香料；也可以用作油脂的萃取剂等。另外，乙酸甲酯还作为副产品的形式在某些工业化工产品的合成中出现，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，乙酸用于乙酸乙烯的合成原料，甲醇再用于聚合工段。乙酸甲酯的分解方法一般有以下几种[1]：

（1）碱解法：乙酸甲酯与氢氧化钠反应生成甲醇和乙酸钠，乙酸钠再与硫酸反应生成乙酸和硫酸钠。

（2）氨解法：用氨代替氢氧化钠，使乙酸甲酯与氨水反应生成甲醇和乙酸铵，乙酸铵再与硫酸反应生成乙酸和硫酸铵。

（3）酸解法：用硫酸或盐酸作催化剂，使乙酸甲酯水解生成甲醇和乙酸。

（4）离子交换树脂法：用固体酸强酸性阳离子交换树脂代替酸解法中的氢离子使乙酸甲酯水解生成甲醇和乙酸。

醋酸是一种重要的基本有机化工原料，由其可衍生出几百种下游产品，如醋酸乙烯、醋酸纤维、醋酐、对苯二甲酸PTA、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金属醋酸盐等。由于醋酸广泛用于基本有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等诸多工业部门，因此，醋酸工业发展与国民经济各部门息息相关。醋酸生产与消费日益引起各国普遍重视，生产技术不断得到改进,新工艺的研究开发方兴未艾[2]。目前国外生产能力已达9.68Mt/a，年产量超过7Mt，国内产能为1.80Mt/a，一些落后工艺因缺乏市场竞争力纷纷停产，2004年产量仅525kt。最大用途是占其生产量40%的醋酸乙烯单体(VAM)，VAM可用以制造防护涂料、粘合剂和塑料。制取精对苯二甲酸PTA是醋酸第二位最大的和增长最快的用途，其占总消费量19%，其次是醋酐占12%，醋酸丙酯/丁酯占8%，醋酸乙酯占6%[3]。

2.醋酸乙酯制醋酸的反应机理

酯的水解一般以酸为催化剂，水解反应生成醇和羧酸。为了促使酯的水解反应更彻底，水解反应，多在过量水的条件下进行。其反应通式为：

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