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飽和羧酸酯,例如乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丁酯和乙酸正丁酯,在傳統上已廣泛用作溶劑或反應溶劑,它們是工業上重要的化合物。這些飽和羧酸酯可以通過相應化學結構的不飽和羧酸酯的氫化反應制造。作為制造不飽和羧酸酯的方法,有數種方法。其具體實例包括不飽和醇和羧酸的酯化反應的制造方法,和使用羧酸、氧和烯烴化合物的氧化羧基化反應的制造方法。
例如,制造乙酸烯丙酯的方法通常包括通過烯丙醇和乙酸的酯化反應或通過丙烯、乙酸和氧的氧化羧基化反應制造乙酸烯丙酯的方法。
在這種酯化反應或氧化羧基化反應中,同時產生乙酸烯丙酯和水。因此,通過這種反應獲得的乙酸烯丙酯通常含有水作為副產物和未反應的乙酸作為雜質。也就是說,工業 可得的乙酸烯丙酯是含水的乙酸烯丙酯,或是已通過某些方法除去水的乙酸烯丙酯。
例如,在丙烯、乙酸和氧的氧化羧基化反應中,如下列反應圖式中所示生成乙酸烯丙酯和水。在通過不飽和醇和羧酸的酯化反應制造不飽和羧酸酯時,通常,由于在不飽和醇和羧酸的酯化反應中存在反應平衡,在達到穩態后,除產物不飽和羧酸酯和水外,在反應混合物中還留下不飽和醇和羧酸原材料。因此,在不飽和羧酸酯進行氫化反應時,需要在不飽和醇和羧酸的酯化反應后將高純不飽和羧酸酯與反應混合物分離。
另一方面,作為通過使用羧酸、氧和烯烴化合物的氧化羧基化反應制造不飽和羧酸酯的方法,專利引文I公開了通過丙烯、氧和乙酸在鈀催化劑存在下的氣相反應制造乙酸烯丙酯的方法。據稱,根據該制造方法,可以有利地工業生產乙酸烯丙酯。但是,除了不飽和羧酸酯(其為作為氧化羧基化反應的產物)和水之外,在獲自反應器出口的混合物中通常還包括未反應的羧酸。因此,在不飽和羧酸酯進行氫化反應時,需要將高純不飽和羧酸酯與氧化羧基化反應后獲得的混合物分離。
此外,在不飽和羧酸酯進行氫化反應時,與作為主反應的氫化反應一起,可能伴隨著作為次反應的異構化反應或氫化分解反應。因此,要求不飽和羧酸酯的氫化反應盡可能抑制次反應。
制造乙酸正丙酯的方法(I)—其是本發明的第一實施方案,包括使用水作為萃取溶劑對含有乙酸烯丙酯和水的原材料液體施以萃取操作和將萃取液分離成油相和水相的萃取工藝、將所述油相蒸餾以獲得含有乙酸烯丙酯作為主要組分的餾出液的蒸餾工藝、和使懼出液進行氫化反應的氫化工藝。
圖I是顯示本發明的制造乙酸正丙酯的方法的一個示例性實施方案的示意性流程圖。
本示例性實施方案包括萃取工藝、蒸餾工藝和氫化工藝,其中蒸餾工藝包括第一蒸餾工藝和第二蒸餾工藝。此外,分別在萃取工藝之前和在第一蒸餾工藝與第二蒸餾工藝之間包括油-水分離工藝。
根據本示例性實施方案,首先,在萃取工藝之前的油-水分離工藝(I)中,將含有乙酸烯丙酯和水的原材料液體分離成含有乙酸烯丙酯作為主要組分的油相(A)和含有水作為主要組分的水相(A)。
然后,在萃取工藝中,使用水作為萃取溶劑對油相(A)施以萃取操作,并將萃取液分離成含有乙酸烯丙酯作為主要組分的油相(B)和含有水作為主要組分的水相(B)。
然后,在第一蒸餾工藝中,將油相(B)蒸餾以獲得含有乙酸烯丙酯作為主要組分的餾出液(X);在進行第一蒸餾工藝后的油-水分離工藝(2 )中,將餾出液(X)分離成油相(C)和水相(C);然后,在第二蒸餾工藝中,將油相(C)蒸餾以獲得含有乙酸烯丙酯作為主要組分的餾出液(Y)。
此后,在氫化工藝中,使餾出液(Y)進行氫化反應以產生乙酸正丙酯。
含有乙酸烯丙酯和水的原材料液體可以例如通過下述方法制備:經使用丙烯、乙酸和氧氣作為原材料的氧化羧基化反應制備原材料液體的方法(I)、經烯丙醇和羧酸的酯化反應制備原材料液體的方法(2)、經氯化丙烯和羧酸或其鹽的反應制備原材料液體的方法(3),等等。
該原材 料液體中乙酸烯丙酯的含量優選為40質量%或更大,更優選50至60質量%。如果乙酸烯丙酯的含量小于40質量%,則油-水分離變得困難,這可能造成本示例性實施方案中的油-水分離工藝(I)中的油-水分離效率降低。
該原材料液體中水的含量優選為35質量%或更低,更優選20質量%或更低。如果水含量過高,大于35質量%,則油-水分離變得困難,這可能造成本示例性實施方案中的油-水分離工藝(I)中的油-水分離效率降低。此外,如果必要,除了乙酸烯丙酯和水外,所述含有乙酸烯丙酯和水的原材料液體可以含有未反應的乙酸。