CN105566105A

CN105566105A - 一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺

Info

Publication number: CN105566105A
Application number: CN201610086126.4A
Authority: CN
Inventors: 杨毅; 王息辰; 马广生
Original assignee: Puyang Sheng Yuan Energy Science And Technology Ltd Co
Current assignee: Puyang Sheng Yuan Energy Science And Technology Ltd Co
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2016-05-11

Abstract

本发明涉及一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺，该装置设有通过导管顺次连接的酯化釜、中和釜、静置釜、水洗罐、脱醇釜及脱色釜，所述酯化釜上还连接有酯化塔，酯化塔与冷凝器Ⅰ及分水器依次连接形成闭合回路，所述分水器、静置釜及水洗罐分别连接有水收集罐，所述水收集罐均与蒸馏釜连接，蒸馏釜与醇水收集罐连接，本生成工艺包括酯化、中和、水洗、脱醇、脱色等步骤，在反应釜中产生的单酯反应100%，双酯反应99.5%，产品收率高，反应条件平缓，无其他杂质产生；回收醇作为原料二次回用，原料利用率高；中和、水洗、油水分离器的含醇水经蒸馏塔蒸馏，凝液循环回用，清洁生产，少量釜残液收集后作生化处理合格排放。

Description

一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺

技术领域

本发明涉及有机化工原料制备技术领域，具体的说是一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺。

背景技术

大型正丁烷法顺酐生产多采用溶剂吸收工艺。相对于水吸收工艺，溶剂吸收能耗低，收率高，质量好，设备腐蚀小，运行周期长。国内顺酐生产使用的溶剂有DIBE1，2-环已烷二甲酸二异丁酯和DBP邻苯二甲酸二丁酯，其中DIBE是比较理想的吸收溶剂。其特点是：沸点高，操作温度下蒸汽压较小，溶剂损失较少，化学稳定性好，粘度小流动性好，与水的亲和力极弱，与顺酐的亲和性良好，由于不含苯环毒性极小，缺点是市场价格高，需要从国外进口。DBP也是较好的顺酐吸收溶剂，但有苯环，含毒性，操作温度下蒸汽压稍高，溶剂损耗大于DIBE。由于DBP产品量大、市场价格低，只有DIBE价格的0.3-0.4倍，在市场竞争中具有价格优势。

企业为了适应市场竞争，必须降低DIBE的采购价格，由于DIBE产品国内没有生产厂家，首先需要国内企业能够自己生产DIBE溶剂。经过努力，国内有厂家开发了用DIBP邻苯二甲酸二异丁酯为原料，通过加氢法生产DIBE的工艺，初步降低了DIBE成本。DIBP加氢工艺存在如下问题：

1、加氢催化剂容易失活，DBP原料要进行深度脱硫处理，催化剂、脱硫剂价贵，成本高；

2、消耗氢气，压缩机耗电、影响成本，居高不下；

3、加氢后的产品含4-5%反式DIBE异构体，影响品质；

4、DIBP加氢副反应多，产品含的杂质分离困难；

5、与进口产品相比质量相差较大。

设计更好的一条工艺路线生产DIBE产品，使能耗更低，收率更高，质量更好，以满足顺酐生产和市场的需要，成为当前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有的DIBE生产工艺存在的成本高、产品质量与进口产品相比相差较大等问题，本发明提供一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，该装置设有通过导管顺次连接的酯化釜、中和釜、静置釜、水洗罐、脱醇釜及脱色釜，所述酯化釜上还连接有酯化塔，酯化塔与冷凝器Ⅰ及分水器依次连接形成闭合回路，所述分水器、静置釜及水洗罐分别连接有水收集罐，所述水收集罐均与蒸馏釜连接，蒸馏釜与醇水收集罐连接。

所述脱醇釜经脱醇塔与冷凝器Ⅱ连接，冷凝器Ⅱ通过两个分支分别与回收醇罐和凝水收集罐连接。

所述脱色釜经活性炭过滤器与成品罐连接。

所述酯化釜、中和釜、静置釜、水洗罐、脱醇釜及脱色釜之间的连接管路上均设有料泵。

一种利用如上所述的装置生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，包括以下步骤：

步骤一：将原料六氢苯酐和异丁醇按照摩尔比1:1-1:2加入酯化釜，加入催化剂，升温至60-150℃酯化反应10-20h，反应中产生的水蒸汽和异丁醇蒸汽经酯化塔进入冷凝器Ⅰ，冷凝液在分水器中分离出异丁醇返回酯化釜，水相进入水收集罐；

步骤二：酯化釜中生成的酯化液送入中和釜中，用碱液中和，然后送入静置釜静置分层，分离水相进入水收集罐，粗酯送入水洗罐中洗涤，洗涤水分离后放进水收集罐中；或酯化釜中生成的酯化液送入中和釜中，用碱液中和，然后送入静置釜静置分层，分离水相进入水收集罐，省略水洗步骤；或省略中和步骤，将酯化釜中生成的酯化液直接送入水洗罐中洗涤，洗涤水分离后放进水收集罐中；

步骤三：水洗后产品送入脱醇釜脱除异丁醇，脱醇后所得的产品送往脱色釜，经活性炭吸附脱色，达到成品的质量标准；

步骤四：将步骤一、步骤二中水收集罐中的含醇水送往蒸馏釜加热至90-120℃，醇水共沸物经冷凝后进入醇水收集罐，然后送至水洗罐重复循环使用。

所述步骤三中经活性炭吸附脱色的成品再送至活性炭过滤器脱除活性炭粉末，压滤物料温度为80-100℃，脱色后的成品送入成品罐。

所述步骤一中催化剂为甲烷苯磺酸铜、对甲苯磺酸或98%H₂SO₄，催化剂用量为：占反应原料摩尔百分比为1%-2%。

所述步骤二中的碱液为氢氧化钠溶液或无水碳酸钠溶液，碱液的用量为所生成酯量的20-30%，碱液的中和温度为60～80℃。

所述步骤二中水洗的温度为60～80℃，水用量为酯量的20-30%。

所述步骤三中物料在脱醇釜中加热至60-80℃，脱醇时间3～4h，经脱醇塔，在温度不超过145℃，-0.097～-0.0985MPa真空条件下气化，进入冷凝器Ⅱ，冷凝液分离进入回收醇罐，不凝气经冷冻水换热器进入真空缓冲罐分离凝液后由真空泵抽出，维持***真空，凝液排入回收罐。

本发明的有益效果：

本发明提供的1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置及工艺，原料在反应釜中产生的单酯反应100%，双酯反应99.5%，产品收率高；原料HHPA称为顺式六氢苯酐，酯化后的产品100%顺式，不含反式异构体；反应条件平缓，无其他杂质产生；回收醇作为原料二次回用，原料利用率高；中和、水洗、油水分离器的含醇水经蒸馏塔蒸馏，凝液循环回用，清洁生产，少量釜残液收集后作生化处理合格排放；除了原料费，加工费用很低，生产DIBE的总费用仅为进口产品的0.3-0.4左右，且可达到进口产品同样的质量水平。

附图说明

图1本发明结构示意图；

附图标记：1、酯化釜，2、酯化塔，3、冷凝器Ⅰ，4、分水器，5、凝水罐，6、料泵Ⅰ，7、中和釜，8、料泵Ⅱ，9、静置釜，10、水收集罐Ⅰ，11、料泵Ⅲ，12、水洗罐，13、水收集罐Ⅱ，14、料泵Ⅳ，15、醇水回收泵，16、脱醇釜，17、脱醇塔，18、冷凝器Ⅱ，19、料泵Ⅴ，20、回收醇罐，21、回收醇泵，22、冷冻水换热器，23、真空缓冲罐，24、凝水收集罐，25、真空泵，26、脱色釜，27、成品罐，28、活性炭过滤器，29、料泵Ⅵ，30、蒸馏釜，31、蒸馏塔，32、冷凝器Ⅲ，33、醇水收集罐，34、料泵Ⅶ，35、残液收集罐。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。

如图所示：一种1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，该装置设有通过导管顺次连接的酯化釜1、中和釜7、静置釜9、水洗罐12、脱醇釜16及脱色釜26，所述酯化釜1和中和釜7之间的连接管路上设有料泵Ⅰ6，中和釜7和静置釜9之间的连接管路上设有料泵Ⅱ8，静置釜9和水洗罐12之间的连接管路上设有料泵Ⅲ11，水洗罐12和脱醇釜16之间的连接管路上设有料泵Ⅳ14，脱醇釜16和脱色釜26之间的连接管路上设有料泵Ⅴ19；所述酯化釜1上还连接有酯化塔2，酯化塔2与冷凝器Ⅰ3及分水器4依次连接形成闭合回路，分水器4上还连接有凝水罐5，静置釜9上连接有水收集罐Ⅰ10，水洗罐12上连接有水收集罐Ⅱ13，所述凝水罐5、水收集罐Ⅰ10及水收集罐Ⅱ13均与蒸馏釜30连接，蒸馏釜30经蒸馏塔31与冷凝器Ⅲ32连接，冷凝器Ⅲ32与醇水收集罐33连接，醇水收集罐33上连接有料泵Ⅶ34；所述脱醇釜16经脱醇塔17与冷凝器Ⅱ18连接，冷凝器Ⅱ18通过两个分支，一个分支与回收醇罐20连接，回收醇罐20上连接有回收醇泵21，另一个分支通过冷冻水换热器22与真空缓冲罐23连接，真空缓冲罐23和凝水收集罐24连接；真空缓冲罐23上还连接有真空泵25，所述脱色釜26经活性炭过滤器28与成品罐27连接，脱色釜26与活性炭过滤器28之间设有料泵Ⅵ29。

实施例1

步骤一：将原料六氢苯酐和异丁醇按照摩尔比1:1加入酯化釜1，加入催化剂甲烷苯磺酸铜，其用量为占反应原料摩尔百分比为1%%，然后升温至60℃酯化反应10h，反应中产生的水蒸汽和异丁醇蒸汽经酯化塔2进入冷凝器Ⅰ3，冷凝液在分水器4中分离出异丁醇返回酯化釜1，水相进入凝水罐5；

步骤二：酯化釜1中生成的酯化液送入中和釜7中，用碱液中和，所述碱液为氢氧化钠溶液或无水碳酸钠溶液，碱液的用量为所生成酯量的20%，碱液的中和温度为60℃，然后送入静置釜9静置分层，分离水相进入水收集罐Ⅰ10，粗酯送入水洗罐12中洗涤，水洗的温度为60℃，水用量为酯量的20%，洗涤水分离后放进水收集罐Ⅱ13中；

步骤三：水洗后产品送入脱醇釜16脱除异丁醇，物料在脱醇釜16中加热至60℃，脱醇时间3～4h，经脱醇塔17，在温度不超过145℃，-0.097MPa真空条件下气化，进入冷凝器Ⅱ18，冷凝液分离进入回收醇罐20，不凝气经冷冻水换热器22进入真空缓冲罐23分离凝液后由真空泵25抽出，维持***真空，凝液排入回收罐24；脱醇后所得的产品送往脱色釜26，经活性炭吸附脱色，经活性炭吸附脱色的成品再送至活性炭过滤器28脱除活性炭粉末，压滤物料温度为80℃，脱色后的成品送入成品罐27；

步骤四：将步骤一、步骤二中凝水罐5、水收集罐Ⅰ10及水收集罐Ⅱ13中的含醇水送往蒸馏釜30加热至90℃，醇水共沸物经冷凝后进入醇水收集罐33，然后送至水洗罐12重复循环使用。

实施例2

步骤一：将原料六氢苯酐和异丁醇按照摩尔比1:1.5加入酯化釜1，加入催化剂甲苯磺酸，其用量为占反应原料摩尔百分比为1.5%，然后升温至100℃酯化反应15h，反应中产生的水蒸汽和异丁醇蒸汽经酯化塔2进入冷凝器Ⅰ3，冷凝液在分水器4中分离出异丁醇返回酯化釜1，水相进入凝水罐5；

步骤二：酯化釜1中生成的酯化液送入中和釜7中，用碱液中和，所述碱液为氢氧化钠溶液或无水碳酸钠溶液，碱液的用量为所生成酯量的25%，碱液的中和温度为70℃，然后送入静置釜9静置分层，分离水相进入水收集罐Ⅰ10，粗酯送入水洗罐12中洗涤，水洗的温度为70℃，水用量为酯量的25%，洗涤水分离后放进水收集罐Ⅱ13中；

步骤三：水洗后产品送入脱醇釜16脱除异丁醇，物料在脱醇釜16中加热至70℃，脱醇时间3～4h，经脱醇塔17，在温度不超过145℃，-0.098MPa真空条件下气化，进入冷凝器Ⅱ18，冷凝液分离进入回收醇罐20，不凝气经冷冻水换热器22进入真空缓冲罐23分离凝液后由真空泵25抽出，维持***真空，凝液排入回收罐24；脱醇后所得的产品送往脱色釜26，经活性炭吸附脱色，经活性炭吸附脱色的成品再送至活性炭过滤器28脱除活性炭粉末，压滤物料温度为90℃，脱色后的成品送入成品罐27；

步骤四：将步骤一、步骤二中凝水罐5、水收集罐Ⅰ10及水收集罐Ⅱ13中的含醇水送往蒸馏釜30加热至100℃，醇水共沸物经冷凝后进入醇水收集罐33，然后送至水洗罐12重复循环使用。

实施例3

步骤一：将原料六氢苯酐和异丁醇按照摩尔比1:2加入酯化釜1，加入催化剂98%H₂SO₄，其用量为占反应原料摩尔百分比为2%，然后升温至150℃酯化反应20h，反应中产生的水蒸汽和异丁醇蒸汽经酯化塔2进入冷凝器Ⅰ3，冷凝液在分水器4中分离出异丁醇返回酯化釜1，水相进入凝水罐5；

步骤二：酯化釜1中生成的酯化液送入中和釜7中，用碱液中和，所述碱液为氢氧化钠溶液或无水碳酸钠溶液，碱液的用量为所生成酯量的30%，碱液的中和温度为80℃，然后送入静置釜9静置分层，分离水相进入水收集罐Ⅰ10，粗酯送入水洗罐12中洗涤，水洗的温度为80℃，水用量为酯量的30%，洗涤水分离后放进水收集罐Ⅱ13中；

步骤三：水洗后产品送入脱醇釜16脱除异丁醇，物料在脱醇釜16中加热至80℃，脱醇时间3～4h，经脱醇塔17，在温度不超过145℃，-0.0985MPa真空条件下气化，进入冷凝器Ⅱ18，冷凝液分离进入回收醇罐20，不凝气经冷冻水换热器22进入真空缓冲罐23分离凝液后由真空泵25抽出，维持***真空，凝液排入回收罐24；脱醇后所得的产品送往脱色釜26，经活性炭吸附脱色，经活性炭吸附脱色的成品再送至活性炭过滤器28脱除活性炭粉末，压滤物料温度为100℃，脱色后的成品送入成品罐27；

步骤四：将步骤一、步骤二中凝水罐5、水收集罐Ⅰ10及水收集罐Ⅱ13中的含醇水送往蒸馏釜30加热至120℃，醇水共沸物经冷凝后进入醇水收集罐33，然后送至水洗罐12重复循环使用。

水洗的目的是去掉油相中残留的碱，防止产品皂化值超标，如果水洗后酸值返升，需补碱，以满足酸值的控制指标。如果碱液中和工序质量控制得足够好，可跳过水洗工序，直接进入脱醇工序；或者跳过水洗工序的最终产品仍可满足质量指标，则可直接进入脱醇工序；当碱洗工序碱液浓度偏高或酸值偏高时，水洗往往不能省略。

本发明的原料在反应釜中产生的单酯反应100%，双酯反应99.5%，产品收率高；原料HHPA称为顺式六氢苯酐，酯化后的产品100%顺式，不含反式异构体；反应条件平缓，无其他杂质产生；回收醇作为原料二次回用，原料利用率高；中和、水洗、油水分离器的含醇水经蒸馏塔蒸馏，凝液循环回用，清洁生产，少量釜残液收集后作生化处理合格排放；除了原料费，加工费用很低，生产DIBE的总费用仅为进口产品的0.3-0.4左右，且可达到进口产品同样的质量水平。

Claims

1.一种2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，其特征在于：该装置设有通过导管顺次连接的酯化釜（1）、中和釜（7）、静置釜（9）、水洗罐（12）、脱醇釜（16）及脱色釜（26），所述酯化釜（1）上还连接有酯化塔（2），酯化塔（2）与冷凝器Ⅰ（3）及分水器（4）依次连接形成闭合回路，所述分水器（4）、静置釜（9）及水洗罐（12）分别连接有水收集罐，所述水收集罐均与蒸馏釜（30）连接，蒸馏釜（30）与醇水收集罐（33）连接。

2.如权利要求1所述的1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，其特征在于：所述脱醇釜（16）经脱醇塔（17）与冷凝器Ⅱ（18）连接，冷凝器Ⅱ（18）通过两个分支分别与回收醇罐（20）和凝水收集罐（24）连接。

3.如权利要求1所述的1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，其特征在于：所述脱色釜（26）经活性炭过滤器（28）与成品罐（27）连接。

4.如权利要求1所述的1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的生产装置，其特征在于：所述酯化釜（1）、中和釜（7）、静置釜（9）、水洗罐（12）、脱醇釜（16）及脱色釜（26）之间的连接管路上均设有料泵。

5.一种利用如权利要求1所述的装置生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将原料六氢苯酐和异丁醇按照摩尔比1:1-1:2加入酯化釜（1），加入催化剂，升温至60-150℃酯化反应10-20h，反应中产生的水蒸汽和异丁醇蒸汽经酯化塔（2）进入冷凝器Ⅰ（3），冷凝液在分水器（4）中分离出异丁醇返回酯化釜（1），水相进入水收集罐；

步骤二：酯化釜（1）中生成的酯化液送入中和釜（7）中，用碱液中和，然后送入静置釜（9）静置分层，分离水相进入水收集罐，粗酯送入水洗罐（12）中洗涤，洗涤水分离后放进水收集罐中；

步骤三：水洗后产品送入脱醇釜（16）脱除异丁醇，脱醇后所得的产品送往脱色釜（26），经活性炭吸附脱色，达到成品的质量标准；

步骤四：将步骤一、步骤二中水收集罐中的含醇水送往蒸馏釜（30）加热至90-120℃，醇水共沸物经冷凝后进入醇水收集罐（33），然后送至水洗罐（12）重复循环使用。

6.如权利要求5所述的生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于：所述步骤三中经活性炭吸附脱色的成品再送至活性炭过滤器（28）脱除活性炭粉末，压滤物料温度为80-100℃，脱色后的成品送入成品罐（27）。

7.如权利要求5所述的生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于：所述步骤一中催化剂为甲烷苯磺酸铜、对甲苯磺酸或98%H₂SO₄，催化剂用量为：占反应原料摩尔百分比为0.2%-2%。

8.如权利要求5所述的生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于：所述步骤二中的碱液为氢氧化钠溶液或无水碳酸钠溶液，碱液的用量为所生成酯量的20-30%，碱液的中和温度为60～80℃。

9.如权利要求5所述的生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于：所述步骤二中水洗的温度为60～80℃，水用量为酯量的20-30%。

10.如权利要求5所述的生产1，2-环己烷二甲酸二异丁酯的方法，其特征在于：所述步骤三中物料在脱醇釜（16）中加热至60-80℃，脱醇时间3～4h，经脱醇塔（17），在温度不超过145℃，-0.097～-0.0985MPa真空条件下气化，进入冷凝器Ⅱ（18），冷凝液分离进入回收醇罐（20），不凝气经冷冻水换热器（22）进入真空缓冲罐（23）分离凝液后由真空泵（25）抽出，维持***真空，凝液排入回收罐（24）。