CN109942357A - 一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于精细化工合成工艺技术领域，提供了一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺。本发明的工艺在低沸点醇的酯化反应过程中，进入酯化塔提馏段中部的醇不断气化，与羧酸、硫酸催化剂充分传质传热，发生酯化反应，并通过醇在各精馏理论塔板中进行传质、传热将反应生成的水从塔顶移出，粗品酯化物在塔釜得到并连续采出，在塔式设备中实现了连续生产和除水，提升产品收率和原料转化率，大幅度降低了成本。酯化塔塔顶带出的醇‑水混合物进一步经精馏塔分离，塔顶采出乙醇，实现了醇循环利用。粗品酯化物经连续中和、离心分离，分离得到的有机相经产品精馏塔最终实现了产品连续后处理。

Description

一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺

技术领域

本发明属于精细化工合成工艺技术领域，具体涉及一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺。

背景技术

含羧酸有机物与醇类有机物的酯化反应是有机合成中重要反应，是合成酯类产品的主要方法，反应过程采用羧酸类有机物与醇在一定温度下，在催化剂的催化作用下发生酯化反应，同时酯化反应是一种可逆反应，反应具有平衡转化率，转化率较低，原料不能够完全反应，因此，工业上一般通过高温蒸馏，移除反应生成物中水，提升反应物转化率。

但对于低沸点醇类的酯化反应，如甲醇、乙醇，在蒸馏除水过程中，醇类原料会与水发生共沸，在移除水的同时原料醇类也蒸发出来，不能实现提高原料的转化率。

现有酯化工艺在反应釜中通过间歇式反应形式实现的，存在生产效率低成本高等问题，由于酯化反应时间较长，所以在反应器中的停留时间一般在几个小时，无法实现在反应器中实现连续反应。

现有采用浓硫酸作为催化剂酯化工艺中，采用氢氧化钠、氨水等无机碱中和反应后的残留的浓硫酸，反应后分出有机相进行精馏得到产品，反应过程通常采用间歇式处理方式，处理周期长，成本高。

发明内容

针对现有低沸点醇类酯化反应过程转化率低、无法实现连续化的问题，本发明提出了一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺与工艺，它能够有效移除反应过程中生成的水，在填料塔中实现了酯化反应的连续进行，提高了酯化反应转化率和收率，降低了生成成本和操作强度。并实现了后处理的连续化生产。

本发明的技术方案：

一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺，包括粗品酯精馏塔、回流罐、硫酸催化剂高位槽、羧酸高位槽、催化剂-羧酸混合罐、醇高位槽、酯化塔、精馏塔、醇缓冲罐、醇储罐、静态反应器、离心萃取机和存储罐；

所述的硫酸催化剂高位槽中的硫酸催化剂与羧酸高位槽中的羧酸连续加入到催化剂-羧酸混合罐中充分混合预热后，进入酯化塔的精馏段与提馏段中部；醇高位槽中的醇经预热通入到酯化塔的提馏段中部；硫酸催化剂高位槽、羧酸高位槽、醇高位槽、催化剂-羧酸混合罐底部均设置有流量控制仪表；酯化塔塔顶采出物料为醇-水混合物，经预热后经回流罐将一部分醇通入到精馏塔中进行进一步精馏，另一部分醇从酯化塔顶部回流至酯化塔内部；精馏后的醇经精馏塔塔顶采出再经过回流罐，一部分精馏后的醇进入醇缓冲罐，再进入醇储罐中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽中循环使用；另一部分精馏后的醇从精馏塔塔顶回流至精馏塔内继续反应；

酯化塔塔底得到的酯化粗品与碱液在静态反应器中和反应，除去酯化粗品中硫酸，中和后物料在离心萃取机中连续分离，分离后的有机物进入粗品酯精馏塔，经粗品酯精馏塔精馏后塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐后，一部分进入存储罐中，另一部分从粗品精馏塔塔顶进入粗品酯精馏塔中继续参与反应。

所述的碱液为氨水或氢氧化钠溶液。

所述的低沸点醇为甲醇或乙醇。

本发明的有益效果是：本发明在低沸点醇的酯化反应过程中，进入酯化塔提馏段中部的醇不断气化，与羧酸、硫酸催化剂充分传质传热，发生酯化反应，并通过醇在各精馏理论塔板中进行传质、传热将反应生成的水从塔顶移出，粗品酯化物在塔釜得到并连续采出，在塔式设备中实现了连续生产和除水，提升产品收率和原料转化率，大幅度降低了成本。酯化塔塔顶带出的醇-水混合物进一步经精馏塔分离，塔顶采出乙醇，实现了醇循环利用。粗品酯化物经连续中和、离心分离，分离得到的有机相经产品精馏塔最终实现了产品连续后处理。

附图说明

图1是本发明型的结构示意图。

图中：1粗品酯精馏塔；2回流罐；3硫酸催化剂高位槽；4羧酸高位槽；5催化剂-羧酸混合罐；6醇高位槽；7酯化塔；8精馏塔；9醇缓冲罐；10醇储罐；11 静态反应器；12离心萃取机；13存储罐。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺，包括粗品酯精馏塔1、回流罐2、硫酸催化剂高位槽3、羧酸高位槽4、催化剂-羧酸混合罐5、醇高位槽6、酯化塔7、精馏塔8、醇缓冲罐9、醇储罐10、静态反应器11、离心萃取机12和存储罐13；

所述的酯化塔7包括塔釜、精馏反应段和塔顶回流段，精馏反应段包括精馏段与提馏段，精馏段与提馏段中设置有填料，羧酸、醇和催化剂在填料中发生传质、传热和酯化反应；

所述的硫酸催化剂高位槽3中的硫酸催化剂与羧酸高位槽4中的羧酸按照比例连续加入到催化剂-羧酸混合罐5中进行充分混合后，进入酯化塔7的精馏段与提馏段中部；醇高位槽6中的醇按照醇与羧酸摩尔比为2:1-8:1通入到酯化塔7的提馏段中部；硫酸催化剂高位槽3、羧酸高位槽4、醇高位槽6、催化剂-羧酸混合罐 5底部均设置有流量控制仪表，酯化塔7塔釜的温度在65-100℃；酯化塔7塔顶采出物料为醇-水混合物，经预热至40-70℃再经回流罐2将一部分醇通入到精馏塔8 中进行进一步精馏，另一部分醇从酯化塔7顶部回流至酯化塔7内部；精馏后的醇经精馏塔8塔顶采出再经过回流罐2，一部分精馏后的醇进入醇缓冲罐9，再进入醇储罐10中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽6中循环使用；另一部分精馏后的醇从精馏塔8塔顶回流至精馏塔8内继续反应；

酯化塔7塔底得到的酯化粗品与氨水在静态反应器11中和反应，除去酯化粗品中硫酸，中和后物料在离心萃取机12中连续分离，分离后的有机物进入粗品酯精馏塔1，经粗品酯精馏塔1精馏后塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐2 后，一部分进入存储罐13中，另一部分从粗品酯精馏塔1塔顶进入粗品酯精馏塔 1中继续参与反应。

Claims (3)

1.一种低沸点醇连续酯化反应精馏工艺，其特征在于，该低沸点醇连续酯化反应精馏***包括粗品酯精馏塔(1)、回流罐(2)、硫酸催化剂高位槽(3)、羧酸高位槽(4)、催化剂-羧酸混合罐(5)、醇高位槽(6)、酯化塔(7)、精馏塔(8)、醇缓冲罐(9)、醇储罐(10)、静态反应器(11)、离心萃取机(12)和存储罐(13)；

所述的酯化塔(7)包括塔釜、精馏反应段和塔顶回流段，精馏反应段包括精馏段与提馏段，精馏段与提馏段中设置有填料，羧酸、醇和催化剂在填料中发生传质、传热和酯化反应；

所述的硫酸催化剂高位槽(3)中的硫酸催化剂与羧酸高位槽(4)中的羧酸按照比例连续加入到催化剂-羧酸混合罐(5)中进行充分混合后，进入酯化塔(7)的精馏段与提馏段中部；醇高位槽(6)中的醇按照醇与羧酸摩尔比为2:1-8:1通入到酯化塔(7)的提馏段中部；硫酸催化剂高位槽(3)、羧酸高位槽(4)、醇高位槽(6)、催化剂-羧酸混合罐(5)底部均设置有流量控制仪表，酯化塔(7)塔釜的温度在65-100℃；酯化塔(7)塔顶采出物料为醇-水混合物，经预热至40-70℃再经回流罐(2)将一部分醇通入到精馏塔(8)中进行进一步精馏，另一部分醇从酯化塔(7)顶部回流至酯化塔(7)内部；精馏后的醇经精馏塔(8)塔顶采出再经过回流罐(2)，一部分精馏后的醇进入醇缓冲罐(9)，再进入醇储罐(10)中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽(6)中循环使用；另一部分精馏后的醇从精馏塔(8)塔顶回流至精馏塔(8)内继续反应；

酯化塔(7)塔底得到的酯化粗品与氨水在静态反应器(11)中和反应，除去酯化粗品中硫酸，中和后物料在离心萃取机(12)中连续分离，分离后的有机物进入粗品酯精馏塔(1)，经粗品酯精馏塔(1)精馏后塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐(2)后，一部分进入存储罐(13)中，另一部分从粗品精馏塔1塔顶进入粗品酯精馏塔(1)中继续参与反应。

2.根据权利要求1所述的低沸点醇连续酯化反应精馏工艺，其特征在于，所述的碱液为氨水或氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1或2所述的低沸点醇连续酯化反应精馏工艺，其特征在于，所述的低沸点醇为甲醇或乙醇。