乙酸乙酯的分离设备、制备乙酸乙酯的装置及制备方法

摘要

本发明公开了乙酸乙酯的分离设备、制备乙酸乙酯的装置及制备方法。分离设备包括：罐体和集水包；罐体的一侧设有一物料进口，正对物料进口处设置一用于降低进口物料速度的挡板，罐体的侧边穿设有一内换热管；所述的罐体的底部还设有一油相出口；集水包设置于罐体的底部、位于物料进口与油相出口之间，集水包的外部包覆有外换热管；集水包的底部设有一水相出口；所述的罐体的尺寸同时满足以下要求：

说明书

技术领域

本发明涉及乙酸乙酯的分离设备、制备乙酸乙酯的装置及制备方法。

背景技术

乙酸乙酯是重要的精细化工原料，具有优异的溶解性、挥发速度和快干 性的特点，在工业中广泛应用于涂料、医药、粘合剂、人造革、硝酸纤维素 等领域。随着世界经济持续稳定增长，环保要求日益严格，苯类溶剂价格贵、 毒性又高，采用高档溶剂生产涂料、油墨、粘合剂等产品已成大势所趋，从 而促使乙酸乙酯需求的快速增长。

世界各国乙酸乙酯的生产原料情况不同，出现了多种乙酸乙酯生产技术， 乙酸乙酯的主要生产技术有四种：乙酸和乙醇酯化法、乙醇脱氢法、乙烯乙 酸法和乙醛缩合法，而我国大多数乙酸乙酯厂的生产方法是采用酯化法，这 是由于近年来我国的甲醇羰基合成法生产醋酸技术发展速度较快的缘故。一 些大型甲醇羰基合成醋酸企业配套建设有乙酸乙酯生产装置，已建装置有上 海吴泾化工有限公司200kt/a乙酸乙酯装置、江苏索普集团200kt/a乙酸乙酯 装置、山东金沂蒙集团公司180kt/a乙酸乙酯装置、扬子江乙酰化工有限公 司100kt/a乙酸乙酯装置和安徽华谊化工有限公司300kt/a乙酸乙酯装置等。

酯化法制备乙酸乙酯的工艺过程是使一定比例的乙酸和乙醇进入酯化 反应器，同时加入硫酸作为催化剂，在蒸汽加热的条件下，在酯化反应器内 混合进行酯化反应。反应后的溶液产生酯、水、醇、酸共沸体系，进入酯化 反应精制塔分离，塔顶物料经过冷却后得到粗酯，然而在生产中往往会遇到 粗酯（主要成分为乙酸乙酯、乙醇和水）的分离问题。

据相关文献报道，乙酸乙酯、乙醇和水的分离方法通常有精馏分离、共 沸精馏（加共沸剂）、加盐萃取精馏、萃取精馏等，通过查阅文献资料显示 这些方法各有优势和劣势，目前后三种分离方法没有见到有大型生产装置的 报道。上述分离方法都存在着以下的缺陷：精馏分离方法产品质量有波动， 由于反应精馏得到的粗酯中含水和乙醇量较多，因此粗酯在进入后续的精馏 前，需将粗酯中含水和乙醇量进行初步分离，而一般的分离设备在酯相和水 相分层效果不好，引起乙酸乙酯产品的含水和乙醇量增加，从而影响产品质 量和产量。共沸精馏方法是为了提高乙醇对乙酸乙酯的相对挥发度，达到相 同的纯度所要求塔板少，共沸剂有乙醚、环戊烷、甲酸甲酯等，由于引入共 沸剂，流程相对于精馏复杂。加盐萃取精馏方法是采用先萃取后精馏的方法 分离乙酸乙酯、乙醇和水，但同时增加一套萃取设备及盐水蒸发浓缩设备、 盐溶液腐蚀设备等问题，无法大规模工业化。萃取精馏方法是通过加入萃取 剂来破坏乙酸乙酯、乙醇和水三元共沸物的共沸点，萃取剂有C2-4醇类、 乙酸、水等，需要先萃取再精馏两步进行，由于引入萃取剂，流程相对于精 馏复杂。

现有技术中，乙酸乙酯的分离设备和分离方法操作较为复杂，且都有各 自的缺陷，直至目前，尚未有简单易操作的乙酸乙酯的分离设备的相关报道， 极大的制约了乙酸乙酯的制备工艺的发展，该现象亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的乙酸乙酯的分离设备分离 出的乙酸乙酯质量不高，酯相中的含水量和水相中的油相的含量都偏高，或 者需要引入其他物质使得分离过程复杂化，或引起设备腐蚀等缺陷，提供一 种新的乙酸乙酯的分离设备、制备乙酸乙酯的装置及制备方法。该分离设备 和装置简单易操作，分离彻底，不引入其他物质，能分离出高质量的乙酸乙 酯，制得的乙酸乙酯的含量达到99.9%以上。

在乙酸乙酯的分离过程中，由于乙酸乙酯和水相的密度差值很小，分层 效果不理想，导致乙酸乙酯中的含水量和水相中有机物的含量偏高，给分离 过程带来了很大的困难。为了提高乙酸乙酯的纯度和质量，提高粗酯中的乙 酸乙酯和水相的分层效果，发明人对乙酸乙酯的分离设备进行了深入的研究， 最终得到了本发明的技术方案。

本发明的目的之一在于，提供一种乙酸乙酯的分离设备。所述的分离设 备包括：一罐体和一集水包，所述的罐体的一侧设有一物料进口，正对所述 的物料进口处设置一用于降低进口物料速度的挡板，所述的挡板与所述的罐 体的底部留有用于物料流动的空间，所述的罐体的侧边穿设有一内换热管， 所述的内换热管与所述的罐体的底部留有用于物料流动的空间；所述的罐体 的底部还设有一油相出口；所述的集水包设置于所述的罐体的底部、位于所 述的物料进口与所述的油相出口之间，所述的集水包的外部包覆有外换热管； 所述的集水包的底部设有一水相出口；所述的罐体的尺寸同时满足以下要求：

和

其中：

D为所述的罐体的直径，m；

L为所述的罐体的长度，m；

L₁为所述的集水包的离直边长度，m；且L₁=(0.2-0.25)L；

Q_(粗酯)为粗酯的体积流量，m³/s；

u为水的沉降速度，m/s；根据水的不同流态，水的沉降速度u的计算公 式如表1所示：

表1水的沉降速度的计算公式

其中，雷诺数R_e的计算公式为：

水的沉降速度u的计算公式中各字母的含义及数值如下所示：

d为水相直径，其值为100-200μm；

ρ_s为水相的密度，其值为967kg/m³；

ρ为油相的密度，其值为887kg/m³；

g为重力加速度；

μ为油相的粘度，其值为0.411cp。

本发明中，所述的分离设备较佳的为一卧式分离设备。

本发明中，所述的挡板较佳的垂直于所述的罐体的底部。所述的挡板与 所述的罐体较佳的通过角钢焊接。所述的挡板较佳的为圆形挡板。

本发明中，较佳的，所述的侧边为设有物料进口的侧边或者与所述的物 料进口相对的一侧的侧边；更佳的为设有物料进口的侧边。

本发明中，较佳的，所述的内换热管上设置有若干翅片。按照本领域常 识，所述的翅片为一种导热性强的金属片，用以增加所述的换热管的物料扰 动，提高换热效率。

本发明中，较佳的，所述的内换热管的外露端设有一第一冷冻水进口和 一第一冷冻水出口。较佳的，所述的第一冷冻水进口的位置位于所述的第一 冷冻水出口的下方。

本发明中，较佳的，所述的内换热管外接一第一冷冻机组，所述的第一 冷冻机组中的冷冻水通过所述的内换热管，降低所述的罐体内的温度。

本发明中，较佳的，所述的外换热管设有一第二冷冻水进口和第二冷冻 水出口。较佳的，所述的第二冷冻水进口的位置位于所述的第二冷冻水出口 的下方。

本发明中，较佳的，所述的外换热管外接一第二冷冻机组，所述的第二 冷冻机组中的冷冻水通过所述的外换热管，降低所述的集水包内的温度。

本发明中，较佳的，所述的罐体的外部对称设有一组用于支撑所述的罐 体的支座。

本发明中，关于罐体的尺寸的确定过程的说明如下：

本发明中，粗酯从所述的罐体的物料进口进入，与所述的挡板撞碰，降 低粗酯速度后，粗酯沿所述的罐体底部流动。在流动的过程中，粗酯与所述 的内换热盘管内的冷冻水进行换热，温度降低，水相和油相分离。为了水相 和油相的分离，需要对粗酯的停留时间和水相的垂直沉降时间进行充分的研 究。

一方面，为了保证所述的粗酯中的水相和油相的分离，水相的垂直沉降 时间必须小于粗酯的停留时间。另一方面，进入罐体的粗酯中，水相和油相 都是极小的液滴，无法通过重力沉降，使之与油相分离。只有水相积聚到一 定的程度，才能够通过重力沉降下来；当水相粒径为100-200μm，较佳的为 150μm时，能够实现水相和油相的分离；而为了使水相和油相（即酯相）达 到上述的分离条件，粗酯的停留时间必须要在15min-40min的范围，较佳的 为20min。

具体而言，所述的罐体的尺寸的确定过程如下：

（1）所述的水相的垂直沉降时间T_(水)的计算公式为：

其中：

D为所述的罐体的直径，m；

u为水的沉降速度，m/s；根据水的不同流态，水的沉降速度u的计算公 式如表1所示：

其中，雷诺数R_e的计算公式为：

水的沉降速度u的计算公式中各字母的含义及数值如下所示：

d为水相直径，其值为100-200μm，较佳的为150μm；

ρ_s为水相的密度，其值为967kg/m³；

ρ为油相的密度，其值为887kg/m³；

g为重力加速度；其值为9.8m/s²。

μ为油相的粘度，其值为0.411cp。

（2）所述的粗酯的停留时间T_（粗酯）的计算公式为：

其中：

L为所述的罐体的长度，m；

L₁为所述的集水包的离直边长度，m；且L₁的值较佳的为(0.1-0.3)L， 更佳的为(0.2-0.25)L。

按照本领域常规，所述的集水包的离直边长度是指所述的集水包与所述 的罐体的焊缝，与所述的罐体的物料进口正对的封头之间的水平距离。L-L₁即为从靠近所述的物料进口的所述的罐体的底部的一端至所述的集水包的 中心线的水平距离。

Q_（粗酯）为粗酯的体积流量，m³/s；

D为罐体的直径，m。

（3）水相的垂直沉降时间T_(水)小于粗酯的停留时间T_（粗酯），即：

通过计算可得：

经过上述理论推导，可以得到所述的罐体的直径D与长度L之间的关 系，再根据化工工艺设计手册（第四版下册）第637页第35章的关于卧式 椭圆封头容器的型式及基本参数的表35-8中选择。

较佳的，当所述的粗酯的流量为83.5m³/h（乙酸乙酯年产量10万吨左 右）时，所述的罐体的直径D为3m，长度L为8m。

较佳的，当所述的粗酯的流量为40m³/h（乙酸乙酯年产量5万吨左右） 时，所述的罐体的直径D为2.2m，长度L为5.8m。

较佳的，当所述的粗酯的流量为20m³/h（乙酸乙酯年产量2.5万吨左右） 时，所述的罐体的直径D为1.8m，长度L为5.6m。

较佳的，当所述的粗酯的流量为10m³/h时（乙酸乙酯年产量1万吨左 右），所述的罐体的直径D为1.4m，长度L为4.8m。

较佳的，当所述的粗酯的流量为5m³/h时（乙酸乙酯年产量0.5万吨左 右），所述的罐体的直径D为1m，长度L为3.4m。

本发明中，所述的水相的垂直沉降时间T_(水)越短越好。

本发明中，所述的集水包的作用是：使水相进入集水包，与所述的外换 热管中的冷冻水换热，水相进一步降温，有利于水相和油相的分离。

本发明中，所述的集水包的尺寸为本领域常规的尺寸。较佳的，所述的 集水包的尺寸按照如下公式计算：

V＝Q_(水)×T_(粗酯)

其中，Q_（水）为水相的体积流量，m³/h；根据本领域常规，Q_(水)由ASPEN  PLUS工艺物料衡算计算得到。

其中：

D为所述的罐体的直径，m；

L为所述的罐体的长度，m；

L₁为所述的集水包的离直边长度，m；且L₁的值较佳的为(0.1-0.3)L， 更佳的为(0.2-0.25)L；

Q_(粗酯)为粗酯的体积流量，m³/s。

较佳的，所述的集水包的尺寸可以从化工工艺设计手册（第四版下册） 第637页第35章的关于卧式椭圆封头容器的型式及基本参数的表35-8中选 择。

本发明中，当所述的粗酯的流量为83.5m³/h时，较佳的集水包的容积为 1m³，集水包的内径和直筒的长度为0.8m和1.6m。

本发明中，所述的内换热管的面积为本领域常规的面积；所述的内换热 管的面积按照如下公式计算：较佳的为：

Q=m·Cp·(T₁-T₂)=K·S·Δt_m；

其中：

Q为换热管的热负荷，KW；

S为换热管的面积，m²；

m为粗酯的质量流量，kg/h；

Cp为粗酯的比热容，其值为2.212KJ/kg·℃；

T₁为所述的物料的进口温度，℃；一般为40-60℃，较佳的为45℃；

T₂为所述的物料的出口温度，℃；一般为5-35℃，较佳的为20℃；

△t_m=（T₁-t₁）+（T₂-t₂）

t₁为所述的第一冷冻水进口中的温度，℃；一般为5-10℃，较佳的为5℃ 和7℃；

t₂为所述的第一冷冻水出口中的温度，℃；一般为10-20℃，较佳的为 10℃和12℃；

且t₁＜t₂；

K为总传热系数：本领域技术人员在选择总传热系数K时，一般是依据 《石油化工设计手册》第3卷第603页化工单元过程第5章换热器表5-24 浸没盘管换热器的总传达室热系数进行选择。一般而言，其值为 370-540W/m²℃。

本发明的目的之二在于，提供一种制备乙酸乙酯的装置，所述的装置包 括：一酯化釜、一酯化塔、一酯化塔塔顶缓冲器、一第一乙酸乙酯的分离设 备、一提浓塔、一提浓塔塔顶缓冲器、一第二乙酸乙酯的分离设备、一精制 塔、一废水塔和一低酯塔；所述的第一乙酸乙酯的分离设备和第二乙酸乙酯 的分离设备为如上所述的乙酸乙酯的分离设备；

所述的酯化釜的出口连接所述的酯化塔的第一进口，所述的酯化塔的第 一塔顶出口连接所述的酯化塔塔顶缓冲器的第一入口，所述的酯化塔塔顶缓 冲器的出口连接所述的第一乙酸乙酯的分离设备的物料进口，所述的第一乙 酸乙酯的分离设备的油相出口分别连接所述的提浓塔的第一进口和所述的 酯化塔的第二进口，所述的提浓塔的第一塔顶出口连接所述的提浓塔塔顶缓 冲器的第一进口，所述的提浓塔塔顶缓冲器的出口连接所述的第二乙酸乙酯 的分离设备的物料进口，所述的第二乙酸乙酯的分离设备的油相出口分别连 接所述的提浓塔的第二进口和所述的低酯塔的进口，所述的提浓塔的第二塔 底出口连接所述的精制塔的进口，所述的精制塔塔顶设有一用于乙酸乙酯流 出的第一塔顶出口；所述的第一乙酸乙酯的分离设备的水相出口和所述的第 二乙酸乙酯的分离设备的水相出口连接所述的废水塔的废水进口，所述的废 水塔的第二塔底出口分别连接所述的酯化塔塔顶缓冲器的第二入口和所述 的提浓塔塔顶缓冲器的第二入口。

较佳的，所述的酯化塔的第二塔底出口连接所述的酯化釜的第二进口。

较佳的，所述的精制塔塔底还设有一用于高沸物流出的第二塔底出口。

较佳的，所述的低酯塔的塔顶设有一用于低酯流出的第一塔顶出口。

较佳的，所述的低酯塔的塔底设有一第二塔底出口，所述的第二塔底出 口连接所述的酯化釜的第三进口。

较佳的，所述的废水塔的第一塔顶出口连接所述的酯化釜的第四进口。

较佳的，所述的装置还包括一冷却器。较佳的，所述的废水塔的第二塔 底出口通过一冷却器分别连接所述的酯化塔塔顶缓冲器的第二进口和所述 的提浓塔塔顶缓冲器的第二进口。

较佳的，所述的制备乙酸乙酯的装置还包括一冷凝器。较佳的，所述的 酯化塔的第一塔顶出口连接所述的冷凝器后，再与所述的酯化塔塔顶缓冲器 的第一进口连接。

本发明的目的之三在于，提供一种乙酸乙酯的制备方法，所述的制备方 法包括以下步骤：

（1）酯化：将乙酸、乙醇和酯化反应催化剂在所述的酯化釜中混合， 在101℃-110℃温度条件下反应，得初产物；所述的乙酸和乙醇质量比为 （1.05-1.3）：1，所述的酯化反应催化剂的质量流量为1小时通入酯化釜中 的乙酸和乙醇的总质量的1%-5%；

（2）精馏：步骤（1）中得到的初产物在所述的酯化塔中精馏，再冷凝 至45℃-60℃，得粗酯；所述的酯化塔的条件控制为：顶温为69-72℃，中温 为72-78℃，塔釜温度为101-110℃，塔实际板数为48-52块。

（3）分离：将步骤（2）中的粗酯与萃取剂在所述的酯化塔塔顶缓冲器 内混合后，得混合液A，所述的混合液A进入所述的第一乙酸乙酯的分离设 备，将所述的混合液A降温至10℃-30℃，油水分离，得到油相A和废水A； 所述的萃取剂为所述的废水塔的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所 述的粗酯的质量1/40-1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的粗酯的 停留时间为15min-40min；

（4）提浓：步骤（3）中得到的油相A分流至所述的提浓塔和所述的酯 化塔，分流至所述的提浓塔的油相A在所述的提浓塔中提浓，所述的提浓塔 塔顶出料，得油相B；所述的提浓塔的条件控制为：顶温为68-72℃，中温 为72-74℃，塔釜温度为75-80℃，塔实际板数为48-52块；

（5）再分离：所述的油相B与萃取剂在所述的提浓塔塔顶缓冲器内混 合后，得混合液B，所述的混合液B进入第二乙酸乙酯的分离设备，将所述 的混合液B降温至10℃-30℃，油水分离，得到油相C和废水C；所述的萃 取剂为废水塔的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所述的油相B的质 量的1/40-1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的油相B停留时间 为15min-40min；

（6）再提浓：步骤（5）中得到的油相C分流至所述的提浓塔和所述的 低酯塔，分流至所述的提浓塔中的所述的油相C在所述的提浓塔中提浓，所 述的提浓塔塔底出料，得油相D；所述的提浓塔的条件控制为：顶温为 68-72℃，中温为72-74℃，塔釜温度为75-80℃，塔实际板数为48-52块；

（7）精制：所述的油相D在所述的精制塔中精制，所述的精制塔塔顶 出料，即得到乙酸乙酯；所述的精制塔的条件控制为：顶温为78-80℃、中 温为79-81℃，塔釜温度为83-85℃，塔实际板数为48-52块；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C流至所述的废 水塔，在所述的废水塔中分离，得废水塔的塔底出料物质，所述的废水塔的 条件控制为：顶温为70-72℃，中温为74-78℃，塔釜温度为98-103℃，塔实 际板数为48-60块；所述的废水塔的塔底出料物质分流至所述的酯化塔塔顶 缓冲器和所述的提浓塔塔顶缓冲器中，作为萃取剂。

以下，针对上述乙酸乙酯的制备方法的具体工艺步骤和条件进行具体的 说明：

步骤（1）中，所述的酯化反应催化剂为本领域常规的催化剂，较佳的 为硫酸。所述的硫酸较佳的为98%的浓硫酸；所述百分比为质量百分比。所 述的浓硫酸的等级为GBT534-2002工业硫酸标准中合格品及以上等级。

步骤（1）中，所述的催化剂的质量流量较佳的为1小时通入酯化釜中 的乙酸和乙醇的总质量的3%。

按照本领域常识，步骤（1）中，所述的酯化釜中的101℃-110℃温度条 件由酯化釜内热盘管蒸汽加热提供。

步骤（1）中，所述的初产物较佳的包括：23.1%-29.13%的乙酸乙酯、 62.6%-68.6%的乙酸、7%-8%的水和0.5%-0.9%的乙醇；步骤（1）中，所述 的初产物更佳的包括：26.1%的乙酸乙酯、65.6%的乙酸、7.6%的水和0.7% 的乙醇；所述百分比为占初产物的质量百分比。

步骤（2）中，所述的精馏的方法为本领域常规的方法；所述的精馏的 方法较佳的为：所述的初产物接触并通过所述的酯化塔塔内的填料，进行质 量、热量交换，即可。所述的酯化塔塔顶的填料为本领域常规的填料，较佳 的为金属波纹板填料，更佳的为金属波纹板填料CY700。所述的酯化塔的填 料的温度较佳的为70-106℃；其中，本领域技术人员均知道：金属波纹板填 料CY700的CY为填料型号，700为比表面积，峰高是4.3，水力直径5，倾 斜角度45°，空隙率85～90%，理论塔板数8～10，压力降3.5～5mmH₂O/m。

步骤（2）中，所述的精馏后的初产物的温度较佳的为69-72℃，更佳的 为70.2℃。

步骤（2）中，所述的冷凝的方法和条件为本领域常规的方法和条件。 所述的冷凝较佳的在冷凝器中进行。所述的冷凝后的温度较佳的为45℃。

步骤（2）中，所述的粗酯较佳的包括：88%-93%的乙酸乙酯、5%-8% 的水和1%-2%的乙醇，所述百分比为占粗酯的质量百分比。

步骤（3）中，所述的降温较佳的为降温至20℃。

步骤（3）中，所述的油相A较佳的包括：93.3%-97.3%的乙酸乙酯、 0.0014%-0.0018%的乙酸、3%-4%的水、1.2%-1.6%的乙醇、0.01%-0.02%的 甲酸乙酯、0.01%-0.02%的乙酸甲酯、0.002%-0.0025%的丙酸乙酯和 0.004%-0.008%的乙酸丙酯；所述的油相A更佳的包括：95.3%的乙酸乙酯、 0.0016%的乙酸、3.24%的水、1.42%的乙醇、0.0126%的甲酸乙酯、0.0177% 乙酸甲酯、0.0021%的丙酸乙酯和0.006%乙酸丙酯；所述百分比为占油相A 的质量百分比。

步骤（3）中，所述的萃取剂（即废水塔的塔底出料物质）包括：99.99% 的水和0.01%的乙酸，所述百分比为占萃取剂的质量百分比。

步骤（4）中，所述的油相B较佳的包括：87.7%-91.7%的乙酸乙酯、5%-7% 的水、4%-4.5%的乙醇、0.03%-0.004%的甲酸乙酯和0.03%-0.004%的乙酸甲 酯；步骤（4）中，所述的油相B更佳的包括：89.7%的乙酸乙酯、5.96%的 水、4.26%的乙醇、0.035%的甲酸乙酯和0.045%乙酸甲酯；所述百分比为占 所述的油相B的质量百分比。

步骤（5）中，较佳的，所述的油相B的在所述的提浓塔塔顶缓冲器中 的进口温度为45℃-60℃。

步骤（5）中，所述的降温较佳的为降温至20℃。

步骤（5）中，所述的油相C较佳的包括：88.7%-92.72%乙酸乙酯、4.5%-5% 的水、4%-5%的乙醇、0.04%-0.041%的甲酸乙酯和0.065%-0.07%乙酸甲酯； 步骤（5）中，所述的油相C更佳的包括：90.7%乙酸乙酯、4.98%水、4.21% 乙醇、0.0405%甲酸乙酯和0.0695%乙酸甲酯；所述百分比为占油相C的质 量百分比。

步骤（5）中，所述的萃取剂（即废水塔的塔底出料物质）包括：99.99% 的水和0.01%的乙酸，所述百分比为占萃取剂的质量百分比。

步骤（6）中，所述的油相D较佳的包括：99.6%-99.9%的乙酸乙酯、 0.002%-0.0026%的乙酸、0.006%-0.0065%的水、0.08%-0.083%的乙醇、 0.002%-0.0023%的乙酸甲酯、0.04%-0.045%的丙酸乙酯和0.05%-0.055%的乙 酸丙酯；步骤（6）中，所述的油相D更佳的包括：99.81%乙酸乙酯、0.0024% 乙酸、0.0063%水、0.0818%乙醇、0.0021%乙酸甲酯、0.0434%丙酸乙酯和 0.054%乙酸丙酯；所述百分比为占油相D的质量百分比。

步骤（6）中，分流至所述的低酯塔的所述的油相C在所述的低酯塔中 精馏，所述的低酯塔塔顶出料，得低酯类物质，所述的低酯塔塔底出料，得 回流产物。

较佳的，所述的低酯塔中的条件控制为：顶温为68-72℃，中温为70-74℃， 塔釜温度为72-76℃，板数为48-52块。

所述的低酯类物质较佳的包括：67.3%-71.3%的乙酸乙酯、11%-13%的 水、10%-12%的乙醇、3%-4%的甲酸乙酯和4%-5%的乙酸甲酯；所述的低酯 类物质更佳的包括：68.3%的乙酸乙酯、12.5%的水、11.5%的乙醇、3.2%的 甲酸乙酯和4.5%的乙酸甲酯；所述百分比为占所述的低酯类物质的质量百 分比。

较佳的，所述的低酯类物质通过所述的低酯塔的第一塔顶出口流出。

所述的回流产物较佳的包括：94.1%-98.1%的乙酸乙酯、4%-5%的水和 4%-5%的乙醇；所述的回流产物更佳的包括：96.1%的乙酸乙酯、4.3%的水 和4.1%的乙醇；所述百分比为占回流产物的质量百分比。

较佳的，所述的回流产物通过所述的低酯塔的第二塔底出口流入所述的 酯化釜。

步骤（7）中，较佳的，在所述的精制塔中，所述的精制塔塔底出料， 得高沸点酯类物质，所述的高沸点酯类物质包括乙酸丙酯和丙酸乙酯；所述 的高沸点酯类物质通过所述的精制塔的第二塔底出口流出。

本发明中，较佳的，所述的废水塔的塔底出料物质物质包括：99.99%的 水和0.01%的乙酸，所述百分比为占废水塔的塔底出料物质的质量百分比。

本发明中，较佳的，所述的废水塔的塔底出料物质经所述的冷却器冷却 后，再回流至所述的酯化塔塔顶缓冲器和所述的提浓塔塔顶缓冲器中。

本发明中，较佳的，步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废 水C在所述的废水塔中分离后，所述的废水塔塔顶出料，得废水塔分离物。

本发明中，所述的废水塔分离物较佳的包括：54%-56%的乙酸乙酯、 14.5%-15.5%的水和29.5%-31%的乙醇；所述的废水塔分离物更佳的包括： 54.7%的乙酸乙酯、15.1%的水和30.2%的乙醇；所述百分比为占废水塔分离 物的质量百分比。

较佳的，所述废水塔分离物经所述的废水塔的塔顶出口流至所述的酯化 釜中。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的乙酸乙酯的分离设备简单易操作， 分离彻底，不引入其他物质，能分离出高质量的乙酸乙酯，降低产品中的乙 醇含量和水含量，制得的乙酸乙酯的纯度可达99.9%。本发明的制备乙酸乙 酯的设备简单易操作，能够制备出纯度很高的乙酸乙酯，制备得到的乙酸乙 酯的纯度达到99.9%。

附图说明

图1为实施例1的乙酸乙酯的分离设备。

图2为实施例2的乙酸乙酯的分离设备。

图3为实施例3的乙酸乙酯的分离设备。

图4为实施例6的制备乙酸乙酯的装置。

图5为实施例7的制备乙酸乙酯的装置。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常 规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

如图1所示的一种乙酸乙酯的分离设备。

所述的分离设备包括：罐体1和集水包14，所述的罐体1的一侧设有物 料进口11，正对所述的物料进口11处设置用于降低进口物料速度的挡板12， 所述的挡板12与所述的罐体1的底部留有用于物料流动的空间，所述的罐 体1的侧边穿设有内换热管13，所述的内换热管13与所述的罐体1的底部 留有用于物料流动的空间；所述的罐体1的底部还设有油相出口15；所述的 集水包14设置于所述的罐体1的底部、位于所述的物料进口11与所述的油 相出口15之间，所述的集水包14的外部包覆有外换热管141；所述的集水 包14的底部设有水相出口142；所述的罐体1的尺寸同时满足以下要求：

和

其中：

D为所述的罐体1的直径，m；

L为所述的罐体1的长度，m；

L₁为所述的集水包14的离直边长度，m；且L₁=(0.2-0.25)L；

Q_(粗酯)为粗酯的体积流量，m³/s；

u为水的沉降速度，m/s；根据水的不同流态，水的沉降速度u的计算公 式如表1所示：

表1水的沉降速度的计算公式

其中，雷诺数R_e的计算公式为：

水的沉降速度u的计算公式中各字母的含义及数值如下所示：

d为水相直径，其值为100-200μm；

ρ_s为水相的密度，其值为967kg/m³；

ρ为油相的密度，其值为887kg/m³；

g为重力加速度；

μ为油相的粘度，其值为0.411cp。

罐体的尺寸的计算方法如下所示：

（1）所述的水相的垂直沉降时间T_(水)的计算公式为：

其中：

D为所述的罐体的直径，m；

u为水的沉降速度，m/s；根据水的不同流态，水的沉降速度u的计算公 式如表1所示：

其中，雷诺数R_e的计算公式为：

水的沉降速度u的计算公式中各字母的含义及数值如下所示：

d为水相直径，其值为150μm；

ρ_s为水相的密度，其值为967kg/m³；

ρ为油相的密度，其值为887kg/m³；

g为重力加速度；其值为9.8m/s²；

μ为油相的粘度，其值为0.411cp；

（2）所述的粗酯的停留时间T_（粗酯）的计算公式为：

其中：

L为所述的罐体的长度，m；

L₁为所述的集水包的离直边长度，m；且L₁为1/8L；

L-L₁即为所述的罐体的底部、从靠近所述的物料进口的一端至所述的集 水包的水平距离；

Q_（粗酯）为粗酯的体积流量，m³/s；本实施例中，Q_（粗酯）为83.5m³/h（其中 水相和酯相的流量分别为3.1m³/h和80.4m³/h）；

D为罐体的直径，m；

（3）水相的垂直沉降时间T_(水)小于粗酯的停留时间T_（粗酯），即：

通过计算可得：

假设水体位于层流区，则水的沉降速度u的计算为：

$\left(\begin{array}{c}u=\frac{d^2({\rho }_s-\rho )g}{18\mu }\\ =0.00015*0.00015*(967-887)*9.8/(18*0.411÷1000)=0.0024m/s;\end{array}\right)$

此时雷诺数

=887*0.0024*0.00015÷0.411÷1000=0.774(10^-4<R_e<1)，因此原设层流区 正确；水的沉降速度u为0.0024m/s；

根据水相的垂直沉降时间T_(水)小于粗酯的停留时间T_（粗酯），得到的计算 结果为：

罐体的直径D与长度L之间的关系满足：DL≥14.7m²；

（4）

计算结果为：

罐体的直径D与长度L之间的关系满足：60.7m³≤LD²≤162m³；

（5）尺寸的选择

根据化工工艺设计手册（第四版下册）第637页第35章的关于卧式椭 圆封头容器的型式及基本参数的表格中选出的适合的设备。

本实施例中，选择得到的所述的罐体的直径D为3m，长度L为8m。

（6）罐体尺寸的检验：

当罐体直径D为3m，长度L为8m时，

此时，满足水相的垂直沉降时间T_(水)小于粗酯的停留时间T_(粗酯)；且粗酯 的停留时间T_(粗酯)在15min-40min范围内；

因此，选择得到的所述的罐体的直径D为3m，长度L为8m，满足要 求。

实施例2

如图2所示的一种乙酸乙酯的分离设备。所述的分离设备较佳的为卧式 分离设备。

所述的分离设备包括：罐体1和集水包14；

所述的罐体1的一侧设有物料进口11，正对所述的物料进口11处设置 用于降低进口物料速度的挡板12，所述的挡板12垂直于所述的罐体1的底 部，所述的挡板12与所述的罐体1较佳的通过角钢焊接，所述的挡板12为 圆形挡板，所述的挡板12与所述的罐体1的底部留有用于物料流动的空间；

所述的罐体1的侧边穿设有内换热管13，所述的内换热管13上设置有 若干翅片，所述的内换热管13与所述的罐体1的底部留有用于物料流动的 空间；

所述的内换热管13的外露端设有第一冷冻水进口132和第一冷冻水出 口131，所述的第一冷冻水进口132的位置位于所述的第一冷冻水出口131 的下方；所述的内换热管13外接第一冷冻机组，所述的第一冷冻机组中的 冷冻水通过所述的内换热管13，降低所述的罐体1内的温度；

所述的罐体1的底部还设有油相出口15；

所述的集水包14设置于所述的罐体1的底部、位于所述的物料进口11 与所述的油相出口15之间，所述的集水包14的外部包覆有外换热管141， 所述的外换热管141设有第二冷冻水进口1412和第二冷冻水出口1411，较 佳的，所述的第二冷冻水进口1412的位置位于所述的第二冷冻水出口1411 的下方；所述的外换热管141外接第二冷冻机组，所述的第二冷冻机组中的 冷冻水通过所述的外换热管141，降低所述的集水包内的温度；

所述的集水包14的底部设有水相出口142；

所述的罐体1的外部对称设有一组用于支撑所述的罐体1的支座16。

罐体尺寸的计算同实施例1，粗酯的流量为83.5m³/h，计算得到的罐体 的尺寸为：直径D为3m，长度L为8m。

实施例3

如图3所示的一种乙酸乙酯的分离设备。

所述的分离设备包括：罐体1和集水包14，所述的罐体1的一侧设有物 料进口11，正对所述的物料进口11处设置用于降低进口物料速度的挡板12， 所述的挡板12与所述的罐体1的底部留有用于物料流动的空间，所述的罐 体1的侧边穿设有内换热管13，所述的内换热管13与所述的罐体1的底部 留有用于物料流动的空间；所述的罐体1的底部还设有油相出口15；所述的 集水包14设置于所述的罐体1的底部、位于所述的物料进口11与所述的油 相出口15之间，所述的集水包14的外部包覆有外换热管141；所述的集水 包14的底部设有水相出口142；所述的罐体1的尺寸同时满足以下要求：

和

罐体尺寸的计算同实施例1，粗酯的流量为40m³/h，计算得到的罐体的 直径D为2.2m，长度L为5.8m。

实施例4

如实施例1或2中的集水包的尺寸的计算。

集水包的尺寸的计算公式为：

V＝Q_(水)×T_(粗酯)

其中，Q_（水）为水相的体积流量，该实施例中Q_（水）的值为3.1m³/h；

其中：

L为所述的罐体的长度，为8m；

L₁为所述的集水包的离直边长度，L₁为1/8L；

D为罐体的直径，为3m；

T_(粗酯)的值如实施例3所示为17.7min，则：

再从化工工艺设计手册（第四版下册）第637页第35章的关于卧式椭 圆封头容器的型式及基本参数的表35-8中选择出集水包的尺寸。本实施例 中，选择得到的集水包的容积为1m³，集水包的内径和直筒的长度为0.8m 和1.6m。

实施例5

如实施例1或2中的内换热管的尺寸的计算。

内换热管的尺寸的计算公式为：

Q=m·Cp·(T₁-T₂)=K·S·Δt_m；

其中：

Q为换热管的热负荷，KW；

S为换热管的面积，m²；

m为粗酯的质量流量，kg/h；当粗酯的体积流量为83.5m³/h时，经计算 得粗酯的质量流量为76347kg/h；

C_p为粗酯的比热容，其值为2.212KJ/kg·℃；

T₁为所述的物料的进口温度，为45℃；

T₂为所述的物料的出口温度，20℃；

t₁为所述的第一冷冻水进口中的温度，℃，为7℃；

t₂为所述的第一冷冻水出口中的温度，℃，为12℃；

K为总传热系数：依据《石油化工设计手册》第3卷第603页化工单元 过程第5章换热器表5-24浸没盘管换热器的总传达室热系数进行选择。一 般而言，本实施例中，其值为370W/m²℃。

计算结果：换热管的面积为137.8m²。

实施例6

如图4所示：一种制备乙酸乙酯的装置。

所述的装置包括：酯化釜3、酯化塔4、酯化塔塔顶缓冲器6、提浓塔塔 顶缓冲器7，第一乙酸乙酯的分离设备1、第二乙酸乙酯的分离设备2、提浓 塔8、废水塔9、精制塔10和低酯塔11；所述的第一乙酸乙酯的分离设备1 和第二乙酸乙酯的分离设备2分别为实施例1、2或3中的乙酸乙酯的分离 设备中的任一；

所述的酯化釜3的出口连接所述的酯化塔4的第一进口，所述的酯化塔 4的第一塔顶出口连接所述的酯化塔塔顶缓冲器6的第一入口，所述的酯化 塔塔顶缓冲器6的出口连接所述的第一乙酸乙酯的分离设备1的物料进口， 所述的第一乙酸乙酯的分离设备1的油相出口分别连接所述的提浓塔8的第 一进口和所述的酯化塔4的第二进口，所述的提浓塔8的第一塔顶出口连接 所述的提浓塔塔顶缓冲器7的第一进口，所述的提浓塔塔顶缓冲器7的出口 连接所述的第二乙酸乙酯的分离设备2的物料进口，所述的第二乙酸乙酯的 分离设备2的油相出口分别连接所述的提浓塔8的第二进口和所述的低酯塔 11的进口，所述的提浓塔8的第二塔底出口连接所述的精制塔10的进口， 所述的精制塔10塔顶设有一用于乙酸乙酯流出的第一塔顶出口；所述的第 一乙酸乙酯的分离设备1的水相出口和所述的第二乙酸乙酯的分离设备2的 水相出口连接所述的废水塔9的废水进口，所述的废水塔9的第二塔底出口 分别连接所述的酯化塔塔顶缓冲器6的第二入口和所述的提浓塔塔顶缓冲器 7的第二入口。

实施例7

如图5所示：一种制备乙酸乙酯的装置。

所述的装置包括：酯化釜3、酯化塔4、酯化塔塔顶缓冲器6、提浓塔塔 顶缓冲器7，第一乙酸乙酯的分离设备1、第二乙酸乙酯的分离设备2、提浓 塔8、废水塔9、精制塔10、低酯塔11、冷却器12和冷凝器5；所述的第一 乙酸乙酯的分离设备1和第二乙酸乙酯的分离设备2分别为实施例1、2或3 中的乙酸乙酯的分离设备中的任一；

所述的酯化釜3的出口连接所述的酯化塔4的第一进口；

所述的酯化塔4的第一塔顶出口连接所述的冷凝器5后，与所述的酯化 塔塔顶缓冲器6的第一进口连接，所述的酯化塔4的第二塔底出口连接所述 的酯化釜3的第二进口；

所述的酯化塔塔顶缓冲器6的出口连接所述的第一乙酸乙酯的分离设备 1的物料进口，所述的第一乙酸乙酯的分离设备1的油相出口分别连接所述 的提浓塔8的第一进口和所述的酯化塔4的第二进口；

所述的提浓塔8的第一塔顶出口连接所述的提浓塔塔顶缓冲器7的第一 进口；

所述的提浓塔塔顶缓冲器7的出口连接所述的第二乙酸乙酯的分离设备 2的物料进口，所述的第二乙酸乙酯的分离设备2的油相出口分别连接所述 的提浓塔8的第二进口和所述的低酯塔11的进口，所述的提浓塔8的第二 塔底出口连接所述的精制塔10的进口，所述的精制塔10塔顶设有一用于乙 酸乙酯流出的第一塔顶出口；

所述的精制塔10塔顶底还设有用于高沸物流出的第二塔底出口；

所述的第一乙酸乙酯的分离设备1的水相出口和所述的第二乙酸乙酯的 分离设备2的水相出口连接所述的废水塔9的废水进口，所述的废水塔9的 第二塔底出口通过冷却器12分别连接所述的酯化塔塔顶缓冲器6的第二进 口和所述的提浓塔塔顶缓冲器7的第二进口，所述的废水塔9的第一塔顶出 口连接所述的酯化釜3的第四进口；

所述的低酯塔11的塔顶设有用于低酯流出的第一塔顶出口；所述的低 酯塔11的塔底设有第二塔底出口，所述的第二塔底出口连接所述的酯化釜3 的第三进口。

实施例8

一种乙酸乙酯的制备方法，采用如实施例6所述的制备乙酸乙酯的装置， 如图4所示。

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）酯化：将乙酸、乙醇和酯化反应催化剂在所述的酯化釜3中混合， 在101℃温度条件下反应，得初产物；所述的乙酸和乙醇质量比为1.05：1， 所述的酯化反应催化剂的质量流量为1小时通入酯化釜3中的乙酸和乙醇的 总质量的5%；所述的酯化反应催化剂为98%的浓硫酸；

（2）精馏：步骤（1）中得到的初产物在所述的酯化塔4中精馏，再冷 凝至45℃，得粗酯；所述的酯化塔的条件控制为：顶温为69℃，中温为78℃， 塔釜温度为110℃，塔实际板数为48块；

（3）分离：将步骤（2）中的粗酯与萃取剂在所述的酯化塔塔顶缓冲器 6内混合后，得混合液A，所述的混合液A进入所述的第一乙酸乙酯的分离 设备1，将所述的混合液A降温至10℃，油水分离，得到油相A和废水A； 所述的萃取剂为所述的废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为 所述的粗酯的质量1/40；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的粗酯的停 留时间为20min；

（4）提浓：步骤（3）中得到的油相A分流至所述的提浓塔8和所述的 酯化塔，分流至所述的提浓塔8的油相A在所述的提浓塔8中提浓，所述的 提浓塔塔顶出料，得油相B；所述的提浓塔8的条件控制为：顶温为68℃， 中温为72-74℃，塔釜温度为75℃，塔实际板数为48块；

（5）再分离：所述的油相B与萃取剂在所述的塔塔顶提浓塔塔顶缓冲 器7内混合后，得混合液B，所述的混合液B进入第二乙酸乙酯的分离设备 2，将所述的混合液B降温至20℃，油水分离，得到油相C和废水C；所述 的萃取剂为废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所述的油相 B的质量的1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的油相B停留时间 为20min；

（6）再提浓：步骤（5）中得到的油相C分流至所述的提浓塔8和所述 的低酯塔11，分流至所述的提浓塔8中的所述的油相C在所述的提浓塔8 中提浓，所述的提浓塔塔底出料，得油相D；所述的提浓塔8的条件控制为： 顶温为72℃，中温为74℃，塔釜温度为80℃，塔实际板数为52块；

（7）精制：所述的油相D在所述的精制塔10中精制，所述的精制塔塔 顶出料，即得到乙酸乙酯；所述的精制塔10的条件控制为：顶温为78℃、 中温为79℃，塔釜温度为83℃，塔实际板数为48块；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C流至所述的废 水塔9，在所述的废水塔9中分离，得废水塔的塔底出料物质，所述的废水 塔的条件控制为：顶温为70℃，中温为74℃，塔釜温度为98℃，塔实际板 数为48块；所述的废水塔的塔底出料物质分流至所述的酯化塔塔顶缓冲器6 和所述的提浓塔塔顶缓冲器7中，作为萃取剂。

实施例9

一种乙酸乙酯的制备方法，采用如实施例6所述的制备乙酸乙酯的装置， 如图4所示。

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）酯化：将乙酸、乙醇和酯化反应催化剂在所述的酯化釜3中混合， 在酯化釜3的内热盘管蒸汽加热提供110℃温度条件下，反应，得初产物； 所述的乙酸和乙醇质量比为1.3：1，所述的酯化反应催化剂的质量流量为1 小时通入酯化釜3中的乙酸和乙醇的总质量的3%；所述的酯化反应催化剂 为98%的浓硫酸；

步骤（1）中，所述的初产物包括：26.1%的乙酸乙酯、65.6%的乙酸、 7.6%的水和0.7%的乙醇；所述百分比为占初产物的质量百分比；

（2）精馏：步骤（1）中得到的初产物在所述的酯化塔4中精馏，再冷 凝至45℃，得粗酯；所述的酯化塔的条件控制为：顶温为72℃，中温为78℃， 塔釜温度为101℃，塔实际板数为52块；

步骤（2）中，酯化塔4塔顶的填料为金属波纹板填料CY700；所述的 酯化塔4的填料的温度较佳的为70-106℃；所述的初产物接触并通过所述的 酯化塔塔内的填料，进行质量、热量交换，即为精馏；

步骤（2）中，所述的精馏后的初产物的温度为70.2℃；

步骤（2）中，所述的粗酯包括：88%-93%的乙酸乙酯、5%-8%的水和 1%-2%的乙醇，所述百分比为占粗酯的质量百分比；

（3）分离：将步骤（2）中的粗酯与萃取剂在所述的酯化塔塔顶缓冲器 6内混合后，得混合液A，所述的混合液A进入所述的第一乙酸乙酯的分离 设备1，将所述的混合液A降温至20℃，油水分离，得到油相A和废水A； 所述的萃取剂为所述的废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为 所述的粗酯的质量1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的粗酯的停 留时间为40min；

步骤（3）中，所述的油相A包括：95.3%的乙酸乙酯、0.0016%的乙酸、 3.24%的水、1.42%的乙醇、0.0126%的甲酸乙酯、0.0177%乙酸甲酯、0.0021% 的丙酸乙酯和0.006%乙酸丙酯；所述百分比为占油相A的质量百分比；

步骤（3）中，所述的萃取剂包括99.99%的水和0.01%的乙酸，所述百 分比为占萃取剂的质量百分比；

（4）提浓：步骤（3）中得到的油相A分流至所述的提浓塔8和所述的 酯化塔，分流至所述的提浓塔8的油相A在所述的提浓塔8中提浓，所述的 提浓塔塔顶出料，得油相B；所述的提浓塔8的条件控制为：顶温为72℃， 中温为74℃，塔釜温度为80℃，塔实际板数为52块；

步骤（4）中，所述的油相B包括：89.7%的乙酸乙酯、5.96%的水、4.26% 的乙醇、0.035%的甲酸乙酯和0.045%乙酸甲酯；所述百分比为占所述的油 相B的质量百分比；

（5）再分离：所述的油相B与萃取剂在所述的提浓塔塔顶缓冲器7内 混合后，得混合液B，所述的混合液B进入第二乙酸乙酯的分离设备2，将 所述的混合液B降温至20℃，油水分离，得到油相C和废水C；所述的萃 取剂为废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所述的油相B的 质量的1/40；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的油相B停留时间为 15min-40min；

步骤（5）中，所述的油相B的在所述的提浓塔塔顶缓冲器7中的进口 温度为45℃；

步骤（5）中，所述的萃取剂包括99.99%的水和0.01%的乙酸，所述百 分比为占萃取剂的质量百分比；

步骤（5）中，所述的油相C包括：90.7%乙酸乙酯、4.98%水、4.21% 乙醇、0.0405%甲酸乙酯和0.0695%乙酸甲酯；所述百分比为占油相C的质 量百分比；

（6）再提浓：步骤（5）中得到的油相C分流至所述的提浓塔8和所述 的低酯塔11，分流至所述的提浓塔8中的所述的油相C在所述的提浓塔8 中提浓，所述的提浓塔塔底出料，得油相D；

所述的提浓塔8的条件控制为：顶温为68℃，中温为74℃，塔釜温度 为80℃，塔实际板数为48-52块；

所述的油相D包括：99.81%乙酸乙酯、0.0024%乙酸、0.0063%水、0.0818% 乙醇、0.0021%乙酸甲酯、0.0434%丙酸乙酯和0.054%乙酸丙酯；所述百分 比为占油相D的质量百分比；

分流至所述的低酯塔11的所述的油相C在所述的低酯塔11中精馏，所 述的低酯塔11塔顶出料，得低酯类物质，所述的低酯塔11塔底出料，得回 流产物；

所述的低酯塔11中的条件控制为：顶温为68℃，中温为74℃，塔釜温 度为76℃，板数为52块；

所述的低酯类物质包括：68.3%的乙酸乙酯、12.5%的水、11.5%的乙醇、 3.2%的甲酸乙酯和4.5%的乙酸甲酯；所述百分比为占所述的低酯类物质的 质量百分比；所述的低酯类物质通过所述的低酯塔11的第一塔顶出口流出；

所述的回流产物包括：96.1%的乙酸乙酯、4.3%的水和4.1%的乙醇；所 述百分比为占回流产物的质量百分比；所述的回流产物通过所述的低酯塔11 的第二塔底出口流入所述的酯化釜3；

（7）精制：所述的油相D在所述的精制塔10中精制，所述的精制塔 10塔顶出料，即得到乙酸乙酯；所述的精制塔10的条件控制为：顶温为80℃、 中温为81℃，塔釜温度为85℃，塔实际板数为52块；

在所述的精制塔10中，所述的精制塔10塔底出料，得高沸点酯类物质， 所述的高沸点酯类物质包括乙酸丙酯和丙酸乙酯；所述的高沸点酯类物质通 过所述的精制塔10的第二塔底出口流出；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C流至所述的废 水塔9，在所述的废水塔9中分离，得废水塔的塔底出料物质，所述的废水 塔9的条件控制为：顶温为70℃，中温为78℃，塔釜温度为103℃，塔实际 板数为48块；

所述的废水塔的塔底出料物质分流至所述的酯化塔塔顶缓冲器6和所述 的提浓塔塔顶缓冲器7中，作为萃取剂。

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C在所述的废水 塔9中分离后，所述的废水塔9塔顶出料，得废水塔分离物；所述的废水塔 分离物包括：54.7%的乙酸乙酯、15.1%的水和30.2%的乙醇；所述百分比为 占废水塔分离物的质量百分比；所述废水塔分离物经所述的废水塔9的塔顶 出口流至所述的酯化釜3中。

实施例10

一种乙酸乙酯的制备方法，采用如实施例7所述的制备乙酸乙酯的装置， 如图5所示。

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）酯化：将乙酸、乙醇和酯化反应催化剂在所述的酯化釜3中混合， 在110℃温度条件下反应，得初产物；所述的乙酸和乙醇质量比为（1.05：1， 所述的酯化反应催化剂的质量流量为1小时通入酯化釜3中的乙酸和乙醇的 总质量的1%-5%；所述的酯化反应催化剂为98%的浓硫酸；

（2）精馏：步骤（1）中得到的初产物在所述的酯化塔4中精馏，再冷 凝至45℃，得粗酯；所述的酯化塔的条件控制为：顶温为72℃，中温为78℃， 塔釜温度为110℃，塔实际板数为52块；

（3）分离：将步骤（2）中的粗酯与萃取剂在所述的酯化塔塔顶缓冲器 6内混合后，得混合液A，所述的混合液A进入所述的第一乙酸乙酯的分离 设备1，将所述的混合液A降温至30℃，油水分离，得到油相A和废水A； 所述的萃取剂为所述的废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为 所述的粗酯的质量1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的粗酯的停 留时间为40min；

（4）提浓：步骤（3）中得到的油相A分流至所述的提浓塔8和所述的 酯化塔，分流至所述的提浓塔8的油相A在所述的提浓塔8中提浓，所述的 提浓塔塔顶出料，得油相B；所述的提浓塔8的条件控制为：顶温为68℃， 中温为74℃，塔釜温度为80℃，塔实际板数为48块；

（5）再分离：所述的油相B与萃取剂在所述的提浓塔塔顶缓冲器7内 混合后，得混合液B，所述的混合液B进入第二乙酸乙酯的分离设备2，将 所述的混合液B降温至10℃，油水分离，得到油相C和废水C；所述的萃 取剂为废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所述的油相B的 质量的1/10；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的油相B停留时间为 15min；

（6）再提浓：步骤（5）中得到的油相C分流至所述的提浓塔8和所述 的低酯塔11，分流至所述的提浓塔8中的所述的油相C在所述的提浓塔8 中提浓，所述的提浓塔塔底出料，得油相D；所述的提浓塔8的条件控制为： 顶温为68℃，中温为72℃，塔釜温度为80℃，塔实际板数为48块；

（7）精制：所述的油相D在所述的精制塔10中精制，所述的精制塔 10塔顶出料，即得到乙酸乙酯；所述的精制塔10的条件控制为：顶温为78℃、 中温为81℃，塔釜温度为85℃，塔实际板数为48-52块；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C流至所述的废 水塔9，在所述的废水塔9中分离，得废水塔的塔底出料物质；所述的废水 塔的条件控制为：顶温为72℃，中温为78℃，塔釜温度为103℃，塔实际板 数为60块；废水塔的塔底出料物质经所述的冷却器12冷却后，所述的废水 塔的塔底出料物质分流至所述的酯化塔塔顶缓冲器6和所述的提浓塔塔顶缓 冲器7中，作为萃取剂。

实施例11

一种乙酸乙酯的制备方法，采用如实施例7所述的制备乙酸乙酯的装置， 如图5所示。

所述的制备方法包括以下步骤：

（1）酯化：将乙酸、乙醇和酯化反应催化剂在所述的酯化釜3中混合， 在酯化釜3的内热盘管蒸汽加热提供101℃-110℃温度条件下，反应，得初 产物；所述的乙酸和乙醇质量比为1.3：1，所述的酯化反应催化剂的质量流 量为1小时通入酯化釜3中的乙酸和乙醇的总质量的1%；所述的酯化反应 催化剂为98%的浓硫酸；

步骤（1）中，所述的初产物包括：26.1%的乙酸乙酯、65.6%的乙酸、 7.6%的水和0.7%的乙醇；所述百分比为占初产物的质量百分比；

（2）精馏：步骤（1）中得到的初产物在所述的酯化塔4中精馏，再冷 凝至60℃，得粗酯；所述的冷凝在冷凝器5中进行；所述的酯化塔4的条件 控制为：顶温为69℃，中温为78℃，塔釜温度为110℃，塔实际板数为52 块；

步骤（2）中，酯化塔4塔顶的填料为金属波纹板填料CY700；所述的 酯化塔4的填料的温度较佳的为70-106℃；所述的初产物接触并通过所述的 酯化塔塔内的填料，进行质量、热量交换，即为精馏；

步骤（2）中，所述的精馏后的初产物的温度较佳的为72℃。

步骤（2）中，所述的粗酯包括：88%-93%的乙酸乙酯、5%-8%的水和 1%-2%的乙醇，所述百分比为占粗酯的质量百分比；

（3）分离：将步骤（2）中的粗酯与萃取剂在所述的酯化塔塔顶缓冲器 6内混合后，得混合液A，所述的混合液A进入所述的第一乙酸乙酯的分离 设备1，将所述的混合液A降温至30℃，油水分离，得到油相A和废水A； 所述的萃取剂为所述的废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为 所述的粗酯的质量1/40；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的粗酯的停 留时间为40min；

步骤（3）中，所述的油相A包括：95.3%的乙酸乙酯、0.0016%的乙酸、 3.24%的水、1.42%的乙醇、0.0126%的甲酸乙酯、0.0177%乙酸甲酯、0.0021% 的丙酸乙酯和0.006%乙酸丙酯；所述百分比为占油相A的质量百分比；

步骤（3）中，所述的萃取剂包括99.99%的水和0.01%的乙酸，所述百 分比为占萃取剂的质量百分比；

（4）提浓：步骤（3）中得到的油相A分流至所述的提浓塔8和所述的 酯化塔，分流至所述的提浓塔8的油相A在所述的提浓塔8中提浓，所述的 提浓塔塔顶出料，得油相B；所述的提浓塔8的条件控制为：顶温为68℃， 中温为72-74℃，塔釜温度为75℃，塔实际板数为48块；

步骤（4）中，所述的油相B包括：89.7%的乙酸乙酯、5.96%的水、4.26% 的乙醇、0.035%的甲酸乙酯和0.045%乙酸甲酯；所述百分比为占所述的油 相B的质量百分比；

（5）再分离：所述的油相B与萃取剂在所述的提浓塔塔顶缓冲器7内 混合后，得混合液B，所述的混合液B进入第二乙酸乙酯的分离设备2，将 所述的混合液B降温至30℃，油水分离，得到油相C和废水C；所述的萃 取剂为废水塔9的塔底出料物质；所述的萃取剂的添加量为所述的油相B的 质量的1/40；在所述的乙酸乙酯的分离设备中，所述的油相B停留时间为 40min；

步骤（5）中，所述的油相B的在所述的提浓塔塔顶缓冲器7中的进口 温度为60℃；

步骤（5）中，所述的萃取剂包括99.99%的水和0.01%的乙酸，所述百 分比为占萃取剂的质量百分比；

步骤（5）中，所述的油相C包括：90.7%乙酸乙酯、4.98%水、4.21% 乙醇、0.0405%甲酸乙酯和0.0695%乙酸甲酯；所述百分比为占油相C的质 量百分比；

（6）再提浓：步骤（5）中得到的油相C分流至所述的提浓塔8和所述 的低酯塔11，分流至所述的提浓塔8中的所述的油相C在所述的提浓塔8 中提浓，所述的提浓塔塔底出料，得油相D；所述的提浓塔8的条件控制为： 顶温为68℃，中温为72℃，塔釜温度为80℃，塔实际板数为52块；

所述的油相D包括：99.81%乙酸乙酯、0.0024%乙酸、0.0063%水、0.0818% 乙醇、0.0021%乙酸甲酯、0.0434%丙酸乙酯和0.054%乙酸丙酯；所述百分 比为占油相D的质量百分比；

分流至所述的低酯塔11的所述的油相C在所述的低酯塔11中精馏，所 述的低酯塔11塔顶出料，得低酯类物质，所述的低酯塔11塔底出料，得回 流产物；

所述的低酯塔11中的条件控制为：顶温为68℃，中温为74℃，塔釜温 度为76℃，板数为52块；

所述的低酯类物质包括：68.3%的乙酸乙酯、12.5%的水、11.5%的乙醇、 3.2%的甲酸乙酯和4.5%的乙酸甲酯；所述百分比为占所述的低酯类物质的 质量百分比；所述的低酯类物质通过所述的低酯塔11的第一塔顶出口流出；

所述的回流产物包括：96.1%的乙酸乙酯、4.3%的水和4.1%的乙醇；所 述百分比为占回流产物的质量百分比；所述的回流产物通过所述的低酯塔11 的第二塔底出口流入所述的酯化釜3；

（7）精制：所述的油相D在所述的精制塔10中精制，所述的精制塔 10塔顶出料，即得到乙酸乙酯；所述的精制塔10的条件控制为：顶温为78℃、 中温为81℃，塔釜温度为85℃，塔实际板数为52块；

在所述的精制塔10中，所述的精制塔10塔底出料，得高沸点酯类物质， 所述的高沸点酯类物质包括乙酸丙酯和丙酸乙酯；所述的高沸点酯类物质通 过所述的精制塔10的第二塔底出口流出；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C流至所述的废 水塔9，在所述的废水塔9中分离，得废水塔的塔底出料物质，所述的废水 塔9的条件控制为：顶温为70℃，中温为74℃，塔釜温度为103℃，塔实际 板数为48-60块；废水塔的塔底出料物质经所述的冷却器12冷却后，所述 的废水塔的塔底出料物质分流至所述的酯化塔塔顶缓冲器6和所述的提浓塔 塔顶缓冲器7中，作为萃取剂；

步骤（3）中所述的废水A和步骤（5）中所述的废水C在所述的废水 塔9中分离后，所述的废水塔9塔顶出料，得废水塔分离物；所述的废水塔 分离物包括：54.7%的乙酸乙酯、15.1%的水和30.2%的乙醇；所述百分比为 占废水塔分离物的质量百分比；所述废水塔分离物经所述的废水塔9的塔顶 出口流至所述的酯化釜3中。