專利名稱：微波管道化生產乙酸正丁酯的方法
技術領域：
本發明涉及一種化學合成方法，特別是一種利用微波管道化反應器制備乙酸正丁酯的方法。
背景技術：
乙酸正丁酯是一種重要的有機溶劑，作為萃取劑在石油加工和制藥過程中得到廣泛應用，也可用作香料的復配等領域，其結構式為
O
人乙酸正丁酯的傳統合成方法主要是由乙酸和正丁醇在硫酸催化下酯化得到，該法選擇性差、副反應多、產品色澤深、容易造成設備腐蝕。近年來，出現了許多新型催化劑，如 沸石分子篩、固體超強酸、固體雜多酸、強酸性陽離子交換樹脂等，這些催化劑具有良好的催化活性，不腐蝕設備，具有一定的實際應用價值。同時，利用微波的熱效應和電磁效應催化酯化合成乙酸正丁酯也較多見諸于報道。但是，無論是采用硫酸或是其他新型催化劑進行催化酯化，還是采用微波輻射下的催化酯化，合成乙酸正丁酯的反應均在釜式反應器中進行，其為間歇操作，較為復雜；同時，催化劑的使用也是必不可少的，用量一般在原料質量的1-10%之間；在無催化劑的情況下，會導致產率大大降低，即，會導致無生產實用性。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種轉化率高且后處理簡單快速的微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，并且反應過程不需要添加任何催化劑。為了解決上述技術問題，本發明提供一種微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，以摩爾比為1 1 1 2的正丁醇和乙酸為原料配成混合液；將混合液用計量泵打入管道化反應器中在微波輻射下進行酯化反應，得含乙酸正丁酯的粗品液，反應壓力為常壓、反應溫度為40 80°C、反應時間2 15mins、微波發生器功率為300-600w。作為本發明的微波管道化生產乙酸正丁酯的方法的改進將含乙酸正丁酯的粗品液進行精餾，收集IM-I^TC下的餾分，即得產品一乙酸正丁酯。本發明的微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，具有簡便、實用、高效的特點。由于微波對反應良好的促進作用，以及管道化反應器高的傳質傳熱效率，從而保證反應在較優的反應溫度和較短的停留時間下保持很高的原料轉化率。采用本發明方法所得的乙酸正丁酯，具有純度高、色澤好的優點。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明采用微波管道化技術制得了乙酸正丁酯，將微波反應器與另一種高效的管道化反應技術結合起來，從而克服工業化過程中所涉及到的許多困難。更是體現了高速微波反應的特點，因為反應速度的提高，可以大大縮短反應物在反應器中的停留時間，簡單廉價的管道式反應器就能滿足要求，省去了在微波場中架設攪拌的困難，而且強烈的湍流促進傳熱、傳質，從而快速移出反應熱。與傳統釜式工藝相比，簡化了工藝，實現了反應過程的連續化，而且微波管道中酯化反應速度快。 此外，反應不需要添加催化劑，降低了生產成本，簡化了生產操作，所得產品經簡單精餾即可得到高純度產品。本發明所涉及的合成路線如下
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。圖1是本發明方法所用的管道式反應器的結構示意圖。
具體實施例方式實施例1、圖1給出了一種管道式反應器，包括原料罐1、計量泵4、管道反應器14 和冷凝器11 ；原料罐1的出口通過管路I 3與計量泵4相連，計量泵4通過管路II 5與管道反應器14的進口相連，管道反應器14的出口通過管路III9與冷凝器11的進口相連，冷凝器11的出口與管路IV13相連。在管路I 3上設有截止閥I 2，在管路II 5上按照流動方向分別設有壓力表I 6和截止閥II 7，管道反應器14上設有溫度計8，在管路III9上設有壓力表II 10，在管路IV 13設有截止閥III 12。整個管道反應器14置于微波發生器15 中。乙酸、正丁醇在原料罐1內均勻混合，得混合液；混合液通過管路I 3后在計量泵 4的作用下經過管路II 5進入管道反應器14內進行酯化反應。反應后所得的含乙酸正丁酯的粗品液通過管路III9進入冷凝器11進行冷凝處理；冷凝后的粗品液從管路IV13流
出ο管道反應器14是一個內徑Φ為4. 0mm、壁厚1. Omm,長度為8m的圓筒式反應器， 反應器整體置于微波發生器15中；管道反應器14內的反應壓力由截止閥I 2、截止閥II 7 和截止閥III 12共同加以控制，計量泵4用于調節混合液在管道反應器14內的流速。利用壓力表I 6，可獲知從計量泵4流出的混合液在管路II 5內的壓力；利用壓力表II 10 可獲知從管道反應器14流出的反應產物在管路III9內的壓力。實施例2、一種管道化生產乙酸正丁酯的方法，采用實施例1所述的管道式反應器，依次進行以下步驟1)、原料配制向原料罐1中加入正丁醇74g(l. Omol)，乙酸60g(l. Omol)，充分混合，得混合液。2)、酯化反應用計量泵4將上述混合液打入管道化反應器14中，反應溫度60°C，反應壓力為常壓，微波發生器功率調整為400w;控制計量泵4的流量，使反應物(即混合液)在管道化反應器的流速為1000ml/h，即反應時間約為6mins，得到含乙酸正丁酯的粗品液。3)、后處理
將上述含乙酸正丁酯的粗品液常壓精餾，收集餾分108g，GC分析純度大于98%，收率93.0% (以正丁醇計)。實施例3、一種管道化生產乙酸正丁酯的方法，采用實施例1所述的管道式反應器，依次進行以下步驟1)、原料配制向原料罐1中加入正丁醇74g(l. Omol)，乙酸90g(l. 5mol)，充分混合，得混合液。2)、酯化反應用計量泵4將上述混合液打入管道化反應器14中，反應溫度80°C，反應壓力為常壓，微波發生器功率調整為600w;控制計量泵4的流量，使反應物(即混合液)在管道化反應器的流速為500ml/h，即反應時間約為laiiins，得到含乙酸正丁酯的粗品液。3)、后處理將上述含乙酸正丁酯的粗品液常壓精餾，收集餾分110g，GC分析純度大于98%，收率95.0% (以正丁醇計)。實施例4、一種管道化生產乙酸正丁酯的方法，采用實施例1所述的管道式反應器，依次進行以下步驟1)、原料配制向原料罐1中加入正丁醇74g(l. Omol)，乙酸120g(2. Omol)，充分混合，得混合液。2)、酯化反應用計量泵4將上述混合液打入管道化反應器14中，反應溫度40°C，反應壓力為常壓，微波發生器功率調整為300w ；控制計量泵4的流量，使反應物(即混合液)在管道化反應器的流速為300ml/h，即反應時間約為20mins，得到含乙酸正丁酯的粗品液。3)、后處理將上述含乙酸正丁酯的粗品液常壓精餾，收集餾分104. 2g，GC分析純度大于98%，收率90% (以正丁醇計)。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的若干個具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，其特征是以摩爾比為1 1 2的正丁醇和乙酸為原料配成混合液；將混合液用計量泵打入管道化反應器中在微波輻射下進行酯化反應，得含乙酸正丁酯的粗品液，反應壓力為常壓、反應溫度為40 80°C、反應時間2 15mins、微波發生器功率為300 600w。
2.根據權利要求1所述的微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，其特征是將含乙酸正丁酯的粗品液進行精餾，收集124-126 下的餾分，得乙酸正丁酯。
全文摘要
本發明公開了一種微波管道化生產乙酸正丁酯的方法，以摩爾比為1∶1～2的正丁醇和乙酸為原料配成混合液；將混合液用計量泵打入管道化反應器中在微波輻射下進行酯化反應，得含乙酸正丁酯的粗品液，反應壓力為常壓、反應溫度為40～80℃、反應時間2～15mins、微波發生器功率為300～600W。將含乙酸正丁酯的粗品液進行精餾，收集124-126℃下的餾分，得乙酸正丁酯。采用本發明的方法生產乙酸正丁酯，具有轉化率高、后處理簡單快速、無需使用催化劑等特點。
文檔編號B01J19/12GK102260170SQ20111014711
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月2日 優先權日2011年6月2日
發明者馮烈, 錢超, 陳云斌, 陳新志 申請人:浙江大學, 浙江建業化工股份有限公司