文档介绍：制备乙酸乙酯的工业方法
摘要:乙酸乙酯是一种重要的精细化学品应用比较广泛,世界需求量很大。其主要工业制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法。本文介绍了四种制法的反应原理和工艺特点,结合当代社会精细化工产业的发展特点对这几种制法进行比较分析。
关键字:乙酸乙酯酯化反应反应机理乙醛缩合乙醇脱氢乙烯加成

精细化工产品(即精细化学品)是指那些具有特定的应用功能,技术密集,商品性强,产品附加值较高的化工产品。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工已成为我国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点[1]。
乙酸乙酯( EA),又名醋酸乙酯,作为一类重要的精细化学品应用较为广泛,具有良好的溶解性、快干性,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、***化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、合成橡胶等生产;也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水;在纺织工业中用作清洗剂;食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂;香料工业中是重要的香料添加剂,可作为调香剂的组分。此外,乙酸乙酯也可用作黏合剂的溶剂、油漆的稀释剂以及制造药物、染料的原料。
近年来乙酸乙酯在国内外的应用增长较快,1990-2000年间,国内生产能力年均增长率在14%左右,产量年均增长10%。近几年国内乙酸乙酯的生产能力及产量虽在迅速上升,但进口量却有增无减,乙酸乙酯是目前国内进口量较大的有机化工产品,国内的生产能力虽比较大,但多数装置规模小,不具竞争力,在技术和成本上无法与大型装置抗衡,将逐步被淘汰。虽然目前国内的生产企业也在不断改进技术、扩大生产规模,国外公司也进入中国通过建立合资企业建设先进的乙酸酯类生产装置,但国内快速发展的市场,尤其是建筑、汽车等行业在未来几年内的强劲发展,必定推动国内乙酸酯类的需求[2-4]。
工业制法
乙酸乙酯工业化生产方法主要有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法,以及乙烯加成法等[5]。
乙酸酯化法
在浓硫酸催化作用,乙醇与乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,化学反应方程式如下:
C2H5 OH+ CH3COOH CH3COOC2 H5+ H2 O
其机理如下图1所示
图1 由乙醇和乙酸制备乙酸乙酯的反应机理
仔细分析酯化机理我们不难发现,真正起催化作用的是浓硫酸提供的H+ ,因此,只要是质子酸,如常见的其他质子酸HCl、HNO3、H3PO4在理论上都能起催化作用。此法又有间歇法和连续法工艺,无论是间歇法还是连续法大都使用硫酸做催化剂。该法存在以下缺点:反应温度高、乙酸利用率低、易发生副反应、设备腐蚀、废液污染环境、生产成本高。
然而,由于这种生产工艺存在反应温度高、乙酸利用率低、易发生副反应、腐蚀设备、废液污染环境、生产成本高等缺点,长期以来,科研工作者在催化剂方面和生产工艺改进方面做了大量的工作[6],如用酸性阳离子交换树脂、分子筛、杂多酸和固体超强酸等来代替硫酸,以解决设备腐蚀和污染问题,但这些催化剂催化活性下降快,催化效率较低,成本高,以及与现有工艺的适用性等问题,至今没有实现工业化。
乙醛缩合法
Al(OC2H5)3
在乙醇铝催化剂作用下,在0-20℃时乙醛自动氧化缩合成乙酸乙酯,化学反应式如下:
0-20℃
2