乙酸乙酯的制备方法和原理

乙酸乙酯，也叫醋酸乙酯，化学式C4H8O2，分子量88.11，是优质的有机化工原料、工业溶剂和香料。乙酸乙酯可以发生醇解、氨解、酯交换、还原等一般酯的共同反应。毒性低，有甜味，浓度较高时气味会有刺激性，易挥发，溶解性优异，在化工和食品加工行业有着重要的用途。

乙酸乙酯结构式

制备方法

1、乙烯加成法

采用负载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂，在反应温度为150℃ 、压力为1.0MPa 条件下，用乙酸和乙烯为原料反应生成乙酸乙酯。化学反应方程式如下：

CH3COOH+C2H4→CH3COOC2H5(150℃.1.0Mpa)

上述反应过程在多段管状反应器中进，在每段之间移走反应热以抑制副反应的发生。该反应乙酸的单程转化率为66%，以乙烯计乙酸乙酯的选择性94%。由于直接利用丰富的乙烯原料，因而能降低生产成本。

2、乙酸和乙醇酯化法：

酯化法是国内工业生产乙酸乙酯的主要工艺路线，是一种较为传统的方法，乙酸和乙醇在浓硫酸催化下，在120~125℃时，通过酯化反应即可合成乙酸乙酯，其化学反应式如下:

CH3COOH +CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O

在浓硫酸存在下，在140℃左右乙醇有概率发生脱水反应生成乙醚，也会被氧化从而产生其它产物，所以试验中需要严格控制反应温度，防止发生其他反应，减少副产物生成。

酯化反应是一个可逆反应，为了获得较高的产率，可以使用了过量乙醇，并通过蒸馏将反应生成的乙酸乙酯和水及时从反应体系里提取出来，使反应平衡进行，提高乙酸乙酯的产率。

由于以上两种方法比较依赖乙烯资源，在乙烯和乙酸资源丰富又廉价的地区投入生产才会有较好的经济效益。

3、 乙醛缩合法

此方法原理是乙醛在乙醇铝的催化作用下生成乙酸乙酯。将乙醛、乙醇铝在0-20℃时连续加入两个串联的反应器进行反应，反应后再通过蒸馏得到乙酸乙酯。其化学反应式如下：

2CH3CHO→ CH3COOC2H5

此工艺的优点是原料成本地，工艺条件温和，产率高，具有较高的经济效益;而缺点则是催化剂制备技术难度较大且在水中又容易水解;且该反应为放热反应，需要用温度较低的冰盐水冷却;而铝基催化剂无法回收，蒸馏出的废液中残留的乙醇铝加水会生成氢氧化铝，需要排放，易造成环境污染。

4、乙醇氧化法

采用Pd-Cu/分子筛催化剂，反应温度为150℃，乙醇被氧化为乙酸乙酯。其化学反应式如下：

C2H5OH+½O2→CH3CHO+H2O (Pd-Cu)

CH3CHO+½O2→CH3COOH (Pd-Cu)

C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O (酸)

5、乙醇脱氢法

以Cu/ CoO/ ZnO/ Al2O3混合氧化物为催化剂，乙醇在碱中心上脱氢为乙醛，乙醛在水的参与下通过酸碱协同作用歧化为乙酸和乙醇，乙酸和乙醇再在酸中心上酯化为乙酸乙酯。其化学反应式如下：

C2H5OH→CH3CHO+H2(脱氢)

2CH3CHO+H2O→C2H5OH+CH3COOH(歧化)

C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O (酯化)

此方法优点是生产成本低，在没有甲醇法生产乙酸的地区，在价格上有很大的竞争力，而工艺简单、操作方便，又几乎没有腐蚀和三废排放。缺点是虽能达到国家标准，但乙酸乙酯产品纯度不如酯化法，产生的杂质若不能完全分离，则不宜用于给食品和酒品增香。

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