Получение бутилацетата методом гидролиза.

Простыми словами, химическую реакцию гидролиза можно объяснить как разложение сложных веществ при интенсивном воздействии воды. Этим способом получают некоторые из сложных эфиров, а именно бутилацетат. Данное вещество представляет собой бесцветную жидкость с характерным фруктовым запахом. Бутиловый эфир уксусной кислоты, как его еще называют, не смешивается с водой, но отлично смешивается с другими растворителями и углеводородами. Он активно используется в лакокрасочной промышленности.

На сегодняшний день бутилацетат очень востребован на территории Российской Федерации, а его спрос значительно превышает предложение. Это можно объяснить дефицитом основных исходных реагентов для получения данного вещества: бутанола-1 и уксусной кислоты. Вместе с тем, в ходе производства поливинилового спирта образуется такой побочный продукт как метилацетат, который не находит лучшего квалифицированного использования нежели в производстве бутилацетата. Для этого метилацетат подвергают гидролизу:

CH₃ – (CO) – O – CH₃ + H₂O = CH₃COOH + CH₃OH

Образующиеся в этой реакции метанол и уксусная кислота могут применяться в ходе производства поливинилового спирта и винилацетата. Также данный процесс можно реализовать в режиме непрерывного совмещенного реакционно-ректификационного процесса применением сильнокислотных ионообменников:

CH₃ – (CO) – CH₃ + CH₃CH₂CH₂CH₂OH = CH₃ – (CO) – OCH₂CH₂CH₂CH₃ + CH₃OH

Чтобы получить такое вещество как бутилацетат, гидролиз можно использоваться только для метилацетата. Это объясняется тем, что как реагент – метилацетат является более предпочтительным, нежели уксусная кислоты, поскольку она вызывает сильную коррозию оборудования. Также температура кипения уксусной кислоты составляет 118°C, а метилацетата – 56,3°C, поэтому используя метилацетат процесс можно реализовать в более низких температурных режимах, что гарантирует более длительный срок работы катализатора (ионообменника).

Благодаря анализу статики реакционно-ректификационного процесса, на сегодняшний день предложено несколько способов получения бутилацетата гидролизом из метилацетата. Две упрощенные схемы производства представлены на рисунке ниже.

 

Эти варианты производственного процесса отличаются разной конверсией исходных реагентов. В первом варианте конверсия бутанола-1 составляет целых 100%, а в дальнейшем нужно будет разделять азеотропную смесь метилацетата с чистым метанолом. Во втором варианте конверсия метилацетата – 100%, а в дальнейшем нужно разделять азеотропную смесь бутилацетата и бутанола-1. Также эти схемы отличаются сложными производственным процессами, и общим количеством затрат. Поэтому окончательный выбор нужно делать только после того как будет реализовано детальное технико-экономическое сравнение. Следует только отметить тот факт, что эти способы базируются на классической организации хемосорбционно-десорбционного процесса.

Конечно, химическую реакцию гидролиза для получения бутилового эфира уксусной кислоты реализовать достаточно сложно, как в технологическом, так и в экономическом плане. Но, тот факт, что в нашей стране бутилацетат очень востребован, гарантирует быструю окупаемость вложенных средств в производство этого вещества.