设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔.pdf

本发明为一种设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，包括反应釜和酯化塔，反应釜中醋酸、乙醇的混合液进入后，在催化剂硫酸和蒸汽加热的作用下进行反应，同时以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化进入酯化塔，精馏分离，在塔顶获得粗酯产品，其特征在于：所述反应釜内部装有“U”形加热器，该“U”形加热器为“U”形加热管束，在釜内呈“#”字形安装。本发明解决了已有加热设备加热效果差、蒸汽消耗大的缺陷，有效地提高了换热效率，改善反应器反应动力学热分布，提高了工艺反应转化率，大大降低了蒸汽单耗。

1.一种设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，包括反应釜和酯化塔，反应釜中醋酸、乙醇的混合液进入后，在催化剂硫酸和蒸汽加热的作用下进行反应，同时以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化进入酯化塔，精馏分离，在塔顶获得粗酯产品，其特征在于：所述反应釜内部装有“U”形加热器。 2.根据权利要求1所述的设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，其特征在于：所述的“U”形加热器为“U”形加热管束，分为四组，并以二组二组的形式安装在反应釜的中上部和中下部，同时上下方向交错，俯视呈“#”字形排列。 3.根据权利要求2所述的设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，其特征在于：所述的“U”形加热管选用的材质为不锈钢。 4.根据权利要求3所述的设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，其特征在于：所述的“U”形加热管选用的材质为不锈钢316L。 5.根据权利要求1所述的设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，其特征在于：被加热的介质是醋酸重量含量为20～85％的酸性溶液。



一、技术领域：

本发明涉及醋酸乙酯酯化反应设备，特别是公开一种设有加热器的醋酸乙酯酯化反应 塔，通过在反应釜中应用加热器，提高传热效率，改善反应器反应动力学热分布，提高了 工艺反应转化率，降低蒸汽单耗。

二、背景技术：

醋酸乙酯产品是由醋酸和乙醇在催化剂硫酸的作用下，在一定的加热条件下才能反应 生成。因此在进行反应的塔釜中必须有加热结构。传统的醋酸乙酯酯化反应釜内部采用沉 浸式的蛇形盘管，管内走饱和蒸汽进行加热。这种蛇形盘管的优点是结构简单价格低廉， 能承受高压。但也存在很多缺点，主要为：由于蛇形盘管是浸没在溶液中的，那么容器的 体积势必较蛇形盘管的体积大得多，故管外流体的对流传热系数α较小，因而总传热系数 K值也较小。结果就是蒸汽换热效率下降，单位耗用量相应上升。同时，由于醋酸乙酯反 应釜内溶液中含有20～80％的醋酸，再加上催化剂硫酸的加入，溶液中两种酸性的介质对 金属材料腐蚀比较严重。从以往相关的记录来看，因酸性腐蚀引起的盘管泄露，频率较高。 盘管一旦泄露，管内蒸汽进入反应釜内，导致釜内溶液中水分偏高甚至超出规定的工艺指 标，使得溶液中物料反应的方向朝水解方向进行，影响酯化反应的正常进行，塔釜液位上 涨，影响操作以及产品产量和质量。

三、发明内容：

本发明的目的在于解决现有反应釜加热结构加热不完全，反应动力学热分布较差， 蒸汽单耗高，易被腐蚀泄漏的缺陷，降低了酯化反应釜的蒸汽单耗，减少泄漏，得到稳定 质量的产品。

本发明是这样实现的：一种设有加热器的醋酸乙酯酯化反应塔，包括反应釜和酯化 塔，反应釜中醋酸、乙醇的混合液进入后，在催化剂硫酸和蒸汽加热的作用下进行反应， 同时以酯、水、醇、酸共沸物的形式汽化进入酯化塔，精馏分离，在塔顶获得粗酯产品， 其特征在于：对塔釜内的加热结构废弃了原有的沉浸式蛇形蒸汽盘管，改为“U”形加热 管束，并分为四组，分别以二组二组的形式安装在反应釜的中上部和中下部，同时上下方 向交错，俯视呈“#”字形排列。这四组“U”形管束采用材质为不锈钢316L。

本发明的有益效果是：本发明的改进方法，令人意想不到的提高了传热效率，改善反 应器反应动力学热分布，提高了工艺反应转化率，降低了蒸汽单耗；同时由于结构的变化， 杜绝了蒸汽的的泄漏，改善釜内物料酯化反应动力学分布，提高反应转化率、为产品质量 和产量的提高提供良好的工艺条件。

四、附图说明：

附图  是加热器结构俯视示意图。

五、具体实施方式：

反应釜作为醋酸乙酯酯化反应体系的主要设备，原料醋酸和乙醇按一定比例混合， 经反应釜前预酯化器进行初步加热反应后，物料在85～95℃的温度下以气液夹带的形式， 从反应釜底部进入反应釜，釜内四组“U”形加热管通入温度为150～170℃、压力为 0.5～0.6MPa的蒸汽。在该种加热条件下，釜内溶液以酯、醇、水、酸共沸的形式进行蒸 发，至酯化塔进行精馏分离。随着混合原料的连续进入，釜内始终保持醋酸重量含量 20～85％，压力小于0.1MPa，温度100～115℃的工况。

实施例：

醋酸乙酯原料乙醇、醋酸按比例混合后，经过预酯器预热，进入反应釜，反应釜内 醋酸重量含量为80％，“U”形加热器的不锈钢管束中蒸汽压力为0.53MPa，温度为154 ℃，通过蒸汽加热使釜内溶液温度保持在107℃左右。

通过运行证明，随着该型式“U”形加热器结构的投用，塔的蒸汽耗用量得到降低， 杜绝了泄漏，为提高塔顶粗酯含量和塔的产能奠定了基础。附“U”形加热器投用前后蒸 汽单耗对比表。   单位   5月   6月   7月   8月   9月   10月   投用前(2003年)   t/t   4.785   4.245   3.840   4.386   3.871   3.712   投用后(2004年)   t/t   3.474   3.135   3.088   2.925   3.084   3.015