阅读说明：本技术 一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法 (Improved method of catalyst for producing n-butyl acetate ) 是由 郑铁江 马阳升 陶植 吴晓明 赵跃 王忠法 周国君 万鹏 邹淼 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及绿色环保溶剂技术领域,具体公开了一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法,采用新型的固体超强酸催化剂来替代传统浓硫酸,将固体酸催化剂或组合作为填料分别放置于反应塔顶部和精馏塔入口处,待反应物基本都转化为乙酸丁酯后,再通过精馏得到理想的乙酸正丁酯产品。本发明通过采用固体超强酸催化剂和优化生产工艺,降低生产成本,提高产品的附加值及其质量,使乙酸正丁酯的生产过程变得更加环保无害,制得的产品乙酸正丁酯质量在国家标准的基础上得到进一步提高：质量百分含量：≥99.8％；酸度：≤0.005％,具有很大的经济效益和社会效益。(The invention relates to the technical field of green environment-friendly solvents, and particularly discloses an improved method of a catalyst for producing n-butyl acetate. The invention reduces the production cost and improves the added value and the quality of the product by adopting the solid super acidic catalyst and optimizing the production process, so that the production process of the n-butyl acetate becomes more environment-friendly and harmless, and the quality of the prepared n-butyl acetate product is further improved on the basis of national standards: the mass percentage content is as follows: not less than 99.8%; acidity: less than or equal to 0.005 percent, and has great economic and social benefits.)

一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法

技术领域

本发明涉及绿色环保溶剂技术领域，具体是一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法。

背景技术

传统工业生产乙酸正丁酯的方式一般是利用乙酸和丁醇在浓硫酸的催化作用下直接脱水缩合生成乙酸正丁酯，该方法催化剂浓硫酸，价格低廉。在浓硫酸在作为催化剂的同时，不断吸收酯化反应生成的水，促使反应右移，得到理想的反应效率。这种传统生产工艺目前来说在我国化学工业生产之中应用广泛，但是由于其中有浓硫酸的作用，会对设备等造成一定程度的腐蚀，拉高设备维护费，生产流程又较繁复，浪费了大量人力物力，使得生产成本增多，而且产量较低，不能及时满足市场需求。

乙酸正丁酯作为一种绿色环保的工业原料，具有广阔的市场前景。国内外对乙酸正丁酯多有研究，主要集中在催化工艺方面，但是距离实施生产仍有很多不足，各生产厂家亦积极对工艺进行不断优化，特别是在能耗方面也在积极进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法，通过新型的固体超强酸催化剂来替代传统浓硫酸，将固体超强酸催化剂作为填料放置于反应塔顶部和精馏塔入口处，待反应物基本都转化为乙酸正丁酯后，再进行精馏，制得的产品乙酸正丁酯质量在国家标准的基础上得到进一步提高：质量百分含量：≥99.8％；酸度：≤0.005％。

为了实现上述目的，采用的技术方案是：一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法，包括以下步骤：

S1、将TiO₂、Fe₂O₃、ZrO、ZnO和Al₂O₃中的一种或多种组合对应的可溶性盐用蒸馏水溶解，再通过氨水调节溶液的pH至碱性，使之沉淀、洗涤、烘干；

S2、将S1中得到的固体溶于H₂SO₄溶液中，在70-100℃下进行浓缩；

S3、将S2中浓缩后的浓稠液，转至马弗炉下500-800℃下焙烧3-6h，制得SO₄ ^2-固体超强酸催化剂；

S4、将SO₄ ^2-固体超强酸催化剂为填料放置于反应塔顶部和精馏塔入口处，待乙酸正丁酯生产中反应物基本都转化为乙酸正丁酯后，再通过精馏在塔底得到理想的乙酸正丁酯产品。

进一步地，所述S2中H₂SO₄溶液摩尔体积单位为0.1-1mol/L。

本发明的有益效果：本发明通过采用固体超强酸催化剂和优化生产工艺，降低生产成本，提高产品的附加值及其质量，使乙酸正丁酯的生产过程变得更加环保无害，制得的产品乙酸正丁酯质量在国家标准的基础上得到进一步提高：质量百分含量：≥99.8％；酸度：≤0.005％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的具体实施例中，具体公开了一种乙酸正丁酯生产用催化剂的改进方法，具体步骤如下：

S1、将TiO₂、Fe₂O₃、ZrO、ZnO和Al₂O₃中的一种或多种组合对应的可溶性盐用蒸馏水溶解，再通过氨水调节溶液的pH至碱性，使之沉淀、洗涤、烘干；

S2、将S1中得到的固体溶于0.1-1mol/L H₂SO₄溶液中，在70-100℃下进行浓缩；

S3、将S2中浓缩后的浓稠液，转至马弗炉下500-800℃下焙烧3-6h，制得SO₄ ^2-固体超强酸催化剂；

S4、将SO₄ ^2-固体超强酸催化剂为填料放置于反应塔顶部和精馏塔入口处，待乙酸正丁酯生产中反应物基本都转化为乙酸正丁酯后，再通过精馏在塔底得到理想的乙酸正丁酯产品。

实施例1：

取600毫升正丁醇，450毫升醋酸充分混合，加入适量固体酸催化剂SO₄ ^2-/TiO₂。酯化柱底部装置酸捕集器。封闭乙酸正丁酯酯化系统并连接好冷却水。电加热，缓慢升温。乙酸丁酯反应过程压力缓慢上升到200千帕后不再上升。乙酸丁酯酯化过程进行连续取样(10分钟/次)，直到酸度不再发生明显变化。可以得到乙酸正丁酯质量百分含量：≥99.6％；酸度：≤0.005％。

实施例2：

取600毫升正丁醇，450毫升醋酸充分混合，加入适量固体酸催化剂SO₄ ^2-/Fe₂O₃-ZrO。酯化柱底部装置酸捕集器。封闭乙酸正丁酯酯化系统并连接好冷却水。电加热，缓慢升温。乙酸丁酯反应过程压力缓慢上升到200千帕后不再上升。乙酸丁酯酯化过程进行连续取样(10分钟/次)，直到酸度不再发生明显变化。可以得到乙酸正丁酯质量百分含量：≥99.7％；酸度：≤0.003％。

实施例3：

取600毫升正丁醇，450毫升醋酸充分混合，加入适量固体酸催化剂SO₄ ^2-/TiO₂-ZnO。酯化柱底部装置酸捕集器。封闭乙酸正丁酯酯化系统并连接好冷却水。电加热，缓慢升温。乙酸丁酯反应过程压力缓慢上升到200千帕后不再上升。乙酸丁酯酯化过程进行连续取样(10分钟/次)，直到酸度不再发生明显变化。可以得到乙酸正丁酯质量百分含量：≥99.8％；酸度：≤0.003％。

本发明的有益效果是：本发明通过采用固体超强酸催化剂和优化生产工艺，降低生产成本，提高产品的附加值及其质量，使乙酸正丁酯的生产过程变得更加环保无害，制得的产品乙酸正丁酯质量在国家标准的基础上得到进一步提高：质量百分含量：≥99.8％；酸度：≤0.005％。

以上所揭露的仅为本发明的部分较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。