醋酸乙酯生产工艺流程简述
原料准备
醋酸乙酯生产所需之原料,主要为乙醇与醋酸。采购精良之乙醇,其纯度当达工业优级标准,含水量甚微,杂质几可忽略不计。醋酸亦须择取高纯度者,以保障反应之高效与产物之纯净。将原料分别存储于特制之储罐中,依反应进程所需,借精密之输送系统,精准调控其输入量。
反应阶段
于具备良好控温、搅拌功能之反应釜内,按特定之摩尔比例,注入乙醇与醋酸。同时,添加适量之浓硫酸作为催化剂,以加速反应速率。反应釜内维持适宜之温度与压力条件,一般温度控制在[X]℃左右,压力保持于[X]MPa。在此环境下,乙醇与醋酸发生酯化反应,其化学方程式为:$CH_3COOH + C_2H_5OH \underset{\lower{2pt}{浓硫酸}}{\overset{[X]℃}{\rightleftharpoons}} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$ 。此反应为可逆反应,为提高醋酸乙酯之产率,需依据勒夏特列原理,适时移除反应生成之水。
产物分离
反应完成后,所得之混合液包含醋酸乙酯、未反应之乙醇与醋酸、催化剂及少量水。先将混合液导入分液漏斗,因醋酸乙酯与水及其他组分密度之差异,静置分层,上层为醋酸乙酯粗品,下层为水相及其他杂质。初步分离后之醋酸乙酯粗品,尚含少量乙醇、醋酸等杂质,遂采用精馏之法进一步提纯。将粗品引入精馏塔,利用各组分沸点之不同,通过精确控制塔内温度梯度,使低沸点之乙醇先于塔顶蒸出,回流至反应系统循环利用;高沸点之醋酸则留存于塔底;于塔身特定位置采出高纯度之醋酸乙酯,纯度可达[X]%以上。
精制处理
虽经精馏后之醋酸乙酯已达较高纯度,但仍或含微量杂质,影响其品质。故需进行精制处理,将精馏后之醋酸乙酯通入装有特定吸附剂之吸附柱,吸附剂可有效吸附残留之微量杂质,如色素、金属离子等,使醋酸乙酯之色泽、纯度进一步提升。经此精制工序后之醋酸乙酯,各项指标均达优质产品标准,可包装储存,以待发售。
工艺辅助系统
为保障醋酸乙酯生产工艺之稳定运行,配套设置诸多辅助系统。如冷却系统,借循环冷却水,对反应釜、精馏塔等设备进行降温,维持适宜之反应与操作温度;自动控制系统,借助各类传感器与控制器,实时监测与调控反应温度、压力、流量等关键参数,确保生产过程之安全与高效;废气、废水处理系统,对生产过程中产生之废气、废水进行妥善处理,使其达标排放,践行环保理念。