CN101525446B

CN101525446B - 二元酸二甲酯类增塑剂精制方法

Info

Publication number: CN101525446B
Application number: CN2009100202695A
Authority: CN
Inventors: 刘修华; 杨辉; 谭立文; 秦国栋
Original assignee: WEIFANG CITY YUANLI CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Yuanli Chemical Group Co.,Ltd.
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: CN101525446A

Abstract

本发明公开了一种二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，为采用连续减压精馏脱除轻组分和重组分的方式来精制二元酸二甲酯类增塑剂粗品，是将增塑剂粗品过滤后先入脱轻塔，脱轻塔减压操作，塔顶脱除轻组分，脱轻塔底物料入脱重塔脱除重组分，脱重塔为减压操作，脱重塔脱除增塑剂粗品中的单酯及少量焦油，而脱重塔塔顶提取精制后的增塑剂产品。本发明得到的增塑剂产品纯度高、质量稳定、能耗低、操作简单、产品收率高，并减少了焦油的生成，降低了环境污染问题。

Description

二元酸二甲酯类增塑剂精制方法

技术领域

本发明属于化工分离工程，涉及一种采用连续精馏的方法对从己二酸母液中的尼龙酸为原料合成的脂肪族二元酸二甲酯增塑剂进行精制的方法。

背景技术

脂肪族二元酸酯类增塑剂，具有低温性能优良、耐冲击性能好、塑化效率及粘度性能好的特点，目前主要用作改进低温性能的增塑剂。由于脂肪族二元酸价格较高，所以脂肪族二元酸酯的成本也较高，因此以制取己二酸的母液中所获得的尼龙酸(含有丁二酸、戊二酸和己二酸)作为增塑剂的原料受到人们注意。脂肪二元酸酯类生产工艺大致相同，以硫酸催化为例，将尼龙酸、甲醇与催化剂加入反应釜中，一般醇比酸稍稍过量，催化剂用量为0.5％(质量)，同时加入适量的苯作共沸剂，以防止在反应过程中温度太高。如果醇的沸点较低时，可以不用苯。酯化反应进行到一定程度，将物料中和、水洗、蒸馏除去未反应的醇，得到产品。由于反应后得到的增塑剂粗品中的杂质比较多，因此蒸馏过程采用了间歇精馏的方式，将甲醇、水等杂质依次从塔顶蒸出，然后将增塑剂产品丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯混合物从塔顶蒸出，间歇精馏精制增塑剂产品存在如下缺陷：1.产品品质不稳定，不同批次的产品中的杂质含量及酸值不稳定；2.能耗大，达到指标需要的回流比大；3.间歇精馏存在过渡馏分段，收率降低；4.单酯在塔釜停留时间过长，导致生成大量的焦油，造成堵塞设备，清洗频繁，增加了人工成本5.单酯不能进一步回收，导致产品收率降低；6.焦油无法处理，造成严重的污染问题。因此，需要开发新的精制技术，以解决间歇精馏中存在的问题。

发明内容

本发提供了一种二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，该精制方法得到的增塑剂产品纯度高、质量稳定、能耗低、操作简单、产品收率高，并减少了焦油的生成，降低了环境污染问题。

本二元酸二甲酯类增塑剂精制方法为采用连续减压精馏脱除轻组分和重组分的方式来精制二元酸二甲酯类增塑剂粗品。其精制系统主要有脱轻塔和脱重塔组成，并且还配有单酯回收塔和油水分离器，以提高原料的利用率。

优选的，将二元酸二甲酯类增塑剂粗品过滤后先入脱轻塔，脱轻塔减压操作，操作压力0-50kPa，脱轻塔塔顶操作温度100-180℃，塔顶脱除轻组分，脱轻塔底物料入脱重塔脱除重组分，脱重塔为减压操作，操作压力0-30kPa，顶温100-180℃，底温100-190℃，脱重塔脱除增塑剂粗品中的单酯及少量焦油，而脱重塔塔顶提取精制后的增塑剂产品。

脱轻塔可采用填料塔或板式塔，在减压操作条件下，采用连续精馏的方式将脂肪族二元酸二甲酯增塑剂粗品中甲醇、水等杂质从塔顶脱除。脱重塔采用填料塔或板式塔，在减压条件下，采用连续精馏的方式，将脂肪族二元酸二甲酯增塑剂粗品中脂肪族二元酸单甲酯、焦油等杂质脱除。

脱轻塔脱除的轻组分冷凝后，经油水分离后油相返回脱轻塔。由于脱轻塔塔顶脱除的轻组分气相包括甲醇、水、丁二酸二甲酯及其他轻组分杂质，在脱轻塔塔顶设置油水分离器，轻组分经冷凝后，进入油水分离器，分为两个液相，甲醇、水在上层为水相，丁二酸二甲酯在下层为油相，水相作为杂质采出，进入废水处理或甲醇回收装置，油相返回脱轻塔回收丁二酸二甲酯。

脱重塔塔底物料入单酯回收塔，单酯回收塔为减压操作，操作压力0-10kPa，顶温100-180℃，底温100-190℃，单酯回收塔塔顶物料回收。单酯回收塔可采用填料塔或板式塔，其在减压条件下，采用连续精馏的方式，将脂肪族二元酸单甲酯与焦油等有机物杂质分离，单酯回收塔塔塔顶物料主要为单酯，从单酯回收塔塔顶得到不含焦油的单酯脂肪族二元酸单甲酯，将其回收使用，而塔釜焦油作为杂质采出，燃烧处理。

脱重塔设有1-3个侧线，以用于采出不同牌号的增塑剂产品。

本文中的压力均为绝对压力。

本发明的优点：

(1)与间歇法相比，杂质含量降低，酸值降低，产品纯度提高；

(2)产品的稳定性提高，由于连续法运行平稳，产品品质稳定；

(3)减少了焦油的生成，减少了环境污染问题；

(4)产品的收率提高，一方面由于连续精馏，产品与杂质间分割清楚，无过渡馏分；另一方面，单酯回收并返回反应釜继续参与反应，提高了原料的利用率；

(5)能耗降低，采用连续精馏后，同样指标情况下，回流比将为原来的1/2-1/3，能耗大大降低；

(6)在脱重塔中开侧线，可稳定采出一定型号的增塑剂，产品的种类增加，也可进一步处理得到某种特定的高纯度的二元酸二甲酯。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

附图是本发明二元酸二甲酯类增塑剂精制方法工艺流程简图；

图号说明：1增塑剂粗品、2脱轻后的增塑剂、3轻组分、4甲醇和水、5丁二酸二甲酯、6脱重塔塔顶增塑剂产品、7脱重塔塔底物料、8脱重塔侧线增塑剂产品、9单酯、10焦油等杂质

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施实例1：

如附图所示，以从己二酸的母液中所获得的尼龙酸(含有丁二酸、戊二酸和己二酸)作为原料合成的增塑剂粗品为原料，增塑剂粗品中含甲醇2重量％，水重量1％，二元酸二甲酯80重量％，单甲酯14重量％，焦油等杂质2重量％等。增塑剂粗品1经过滤后先入脱轻塔。脱轻塔减压操作，操作压力20kPa，塔顶操作温度120℃。脱轻塔脱除气相轻组分3，轻组分3主要组成为甲醇、水和丁二酸二甲酯，冷凝后，进入油水分离器，分为两个液相，甲醇和水4在上层为水相，丁二酸二甲酯5在下层为油相，水相作为杂质采出，油相返回脱轻塔回收丁二酸二甲酯。将脱轻塔塔釜温度控制在160℃以上，使得甲醇和水等轻组分在塔釜中的含量维持在10ppm以下，然后将塔釜物料脱轻后的增塑剂2泵入脱重塔，脱重塔为减压操作，操作压力5kPa，塔顶温115℃，塔底温165℃，回流比0.8，脱重塔脱除增塑剂粗品中的单酯及少量焦油后，脱重塔塔顶增塑剂产品6含有：丁二酸二甲酯25重量％，戊二酸二甲酯52重量％，己二酸二甲酯22重量％，单酯总含量50ppm。脱重塔在12块理论板处设置1个侧线，采出的脱重塔侧线增塑剂产品8含有丁二酸二甲酯3重量％，戊二酸二甲酯15重量％，己二酸二甲酯81重量％，单酯总含量80ppm。脱重塔塔底物料7进入单酯回收塔，单酯回收塔为减压操作，操作压力1kPa，塔顶温110℃，塔底温168℃，单酯回收塔塔顶得到的单酯9回收使用，焦油等杂质10含单甲酯10重量％，作为杂质采出燃烧处理。

经过上述过程处理，得到两种牌号的增塑剂，甲醇和水等杂质在10ppm以下，单甲酯含量在80ppm以下，可以满足杂质、酸值要求。

实施实例2：

如附图所示，以从己二酸的母液中所获得的尼龙酸(含有丁二酸、戊二酸和己二酸)作为原料合成的增塑剂粗品为原料，增塑剂粗品中含甲醇2重量％，水重量1％，二元酸二甲酯80重量％，单甲酯14重量％，焦油等杂质2重量％等。增塑剂粗品1经过滤后先入脱轻塔。脱轻塔减压操作，操作压力10kPa，塔顶操作温度104℃。脱轻塔脱除气相轻组分3，轻组分3主要组成为甲醇、水和丁二酸二甲酯，冷凝后，进入油水分离器，分为两个液相，甲醇和水4在上层为水相，丁二酸二甲酯5在下层为油相，水相作为杂质采出，油相返回脱轻塔回收丁二酸二甲酯。将脱轻塔塔釜温度控制在147℃以上，使得甲醇和水等轻组分在塔釜中的含量维持在5ppm以下，然后将塔釜物料脱轻后的增塑剂2泵入脱重塔，脱重塔为减压操作，操作压力2kPa，塔顶温100℃，塔底温154℃，回流比0.9，脱重塔脱除增塑剂粗品中的单酯及少量焦油后，脱重塔塔顶增塑剂产品6含：丁二酸二甲酯25重量％，戊二酸二甲酯52重量％，己二酸二甲酯22重量％，单酯总含量20ppm。脱重塔在12块理论板处设置1个侧线，采出的脱重塔侧线增塑剂产品8含有丁二酸二甲酯3重量％，戊二酸二甲酯15重量％，己二酸二甲酯81重量％，单酯总含量50ppm。脱重塔塔底物料7进入单酯回收塔，单酯回收塔为减压操作，操作压力1kPa，塔顶温110℃，塔底温168℃，单酯回收塔塔顶得到的单酯9回收使用，焦油等杂质10含单甲酯10重量％，作为杂质采出燃烧处理。

经过上述过程处理，得到两种牌号的增塑剂，甲醇和水等杂质在5ppm以下，单甲酯含量在50ppm以下，可以满足杂质、酸值要求。

实施实例3：

工艺步骤同实施例2，只是脱重塔设置两个侧线，回流比1.0，脱重塔塔顶增塑剂产品含有：丁二酸二甲酯34重量％，戊二酸二甲酯64重量％，己二酸二甲酯1重量％，单酯总含量1ppm，下部在15块理论板处侧线采出增塑剂产品含有：丁二酸二甲酯3重量％，戊二酸二甲酯21重量％，己二酸二甲酯75重量％，单酯总含量10ppm，上部在40块理论板处侧线采出增塑剂产品含有：丁二酸二甲酯25重量％，戊二酸二甲酯52重量％，己二酸二甲酯22重量％，单酯总含量20ppm，经过上述过程处理，得到三种牌号的增塑剂，甲醇和水等杂质在1ppm以下，单甲酯含量在20ppm以下，可以满足杂质、酸值要求。

实施实例4：

工艺步骤同实施例3，只是将脱重塔回流比控制在2.0，脱重塔塔顶增塑剂产品含丁二酸二甲酯34重量％，戊二酸二甲酯64重量％，己二酸二甲酯1重量％，单酯总含量0.5ppm，下部15块理论板处侧线采出增塑剂产品含丁二酸二甲酯3重量％，戊二酸二甲酯21重量％，己二酸二甲酯75重量％，单酯总含量3ppm，上部40块理论板处侧线采出增塑剂产品含丁二酸二甲酯25重量％，戊二酸二甲酯52重量％，己二酸二甲酯22重量％，单酯总含量10ppm，经过上述过程处理，得到三种牌号的增塑剂，甲醇和水等杂质在1ppm以下，单甲酯含量在10ppm以下，可以满足杂质、酸值要求。

Claims

1.一种二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，其特征在于：本方法为采用连续减压精馏脱除轻组分和重组分的方式来精制二元酸二甲酯类增塑剂粗品，将二元酸二甲酯类增塑剂粗品过滤后先入脱轻塔，脱轻塔减压操作，操作压力为绝对压力0-50kPa，脱轻塔塔顶操作温度100-180℃，塔顶脱除轻组分，脱轻塔底物料入脱重塔脱除重组分，脱重塔为减压操作，操作压力为绝对压力0-30kPa，顶温100-180℃，底温100-190℃，脱重塔塔顶提取精制后的增塑剂产品。

2.如权利要求1所述的二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，其特征在于：所述脱轻塔脱除的轻组分冷凝后，经油水分离后油相返回脱轻塔。

3.如权利要求1所述的二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，其特征在于：所述脱重塔塔底物料入单酯回收塔，单酯回收塔为减压操作，操作压力为绝对压力0-10kPa，顶温100-180℃，底温100-190℃，单酯回收塔塔顶物料回收。

4.如权利要求1、2或3所述的二元酸二甲酯类增塑剂精制方法，其特征在于：所述脱重塔设有1-3个用于采出增塑剂产品的侧线。