CN101591242A - 20万吨/年增塑剂装置酯化工序的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种把连续化生产5万吨/年邻苯二甲酸酯生产装置扩产到连续化生产20万吨/年邻苯二甲酸酯的改造方法，具体涉及酯化工序的改进。该方法是将酯化反应器由4台增加到7台，酯化塔由1台增加到3台，并通过改变各反应器过量醇的浓度控制和反应温度控制的方法，来保证物料的停留时间，加快反应生成水的脱除速度，提高了反应转化率。本发明减少了投资成本，且装置运行效率提高，产品转化率提高，能耗小，设备利用率高。

Description

20万吨/年增塑剂装置酯化工序的改进方法

技术领域

本发明属于生产邻苯二甲酸类增塑剂装置的一种改造方法。

背景技术

传统的连续化生产增塑剂邻苯二甲酸酯的生产能力都在10万吨/年以下，一般酯化工序的反应器为4～6个、酯化塔台数为1～6台。正常用的生产方法中：(1)单位时间产量低，(2)能耗大，(3)生产投资大，(4)设备利用率低，(5)产品收率低。

例如连续化生产5万吨/年邻苯二甲酸二辛酯生产装置，酯化反应器由4台由高到低依次阶梯式串联分布；酯化塔有1台。酯化反应后依次通过脱醇、中和水洗、汽提、过滤工序来得到纯净的产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低能耗、高产出的邻苯二甲酸酯类增塑剂装置酯化工序的的改进方法，达到减少投资、减少能耗、提高收率、提高设备利用率的效果。

本发明20万吨/年增塑剂装置酯化工序的改进方法，其特征在于包括以下步骤：

a、酯化工序反应器采用7台反应器，每台容积30-40m³，由高到低依次呈阶梯式串联分布；

b、酯化工序的酯化塔采用3台，分别与第一台酯化反应器、第三台酯化反应器、第七台酯化反应器相连接，第一、二台酯化反应器中的物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第一台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇，第三、四、五、六台酯化反应器中物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第二台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇，第七台酯化反应器中的物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第三台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇；

c、第一、二台酯化塔出口的醇蒸汽、反应生成水蒸气进入酯化冷凝冷却器冷凝冷却后，进入醇水分离罐沉降分离，醇相溢流到循环醇收集罐，然后经循环醇泵送出，分别进入第一、二台酯化塔作为回流醇使用，第三台酯化塔出口的醇蒸汽、水蒸气进入单独一台酯化塔冷凝器冷凝冷却后，进入单独一台醇水分离罐沉降分离，醇相溢流进入第三台酯化塔作为回流醇使用；

d、酯化反应器的反应温度控制，根据酯化塔分布分成三个阶段控制，其中第一、二反应器为一个阶段，第三、四、五、六个反应器为第二个阶段，第七个反应器为第三个阶段，第一阶段的温度控制在200～220℃，第二阶段为200～230℃，第三阶段为230℃；

e、酯化反应器过量醇的控制分为两个阶段控制，第一阶段为第一、二反应器，其过量醇分别控制为10～15％，第二阶段为第三～七反应器，其过量醇控制范围从38-10％从高到低依次控制。

本发明将酯化反应器由4台增加到7台，酯化塔由1台增加到3台，并通过改变各反应器过量醇的浓度控制和反应温度控制的方法，来保证物料的停留时间，加快反应生成水的脱除速度，提高了反应转化率，然后按照已知技术依次通过脱醇、中和水洗、汽提、过滤工序来得到纯净的产品。

本发明是生产邻苯二甲酸类增塑剂装置的一种改造方法，主要适合邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸C8、C10酯(810酯)或对苯二甲酸二辛酯(DOTP)酯类等。

本发明与传统5万吨/年增塑剂生产工艺的比较如下：

(1)产能方面：传统工艺的产能是5万吨/年；本方法是20万吨/年。

(2)酯化反应后的酸值：传统工艺达到0.4～0.5mgKOH/g；本方法达到≤0.20mgKOH/g。

(3)酯化工序的转化率：传统工艺达到99.6％；本方法达到99.8％。

(4)每吨产品消耗的高压蒸汽的量：传统工艺是0.55～0.6吨/吨产品；本方法达到0.5吨/吨产品。

(5)酯化反应器的数量：传统工艺中是4台反应器由高到低依次阶梯式串联分布；本方法是7台反应器由高到低依次阶梯式串联分布。

(6)酯化塔的数量：传统工艺中有1台；本方法中用3台。

(7)酯化反应器的温度控制参数：传统工艺中4台反应器的温度200～230℃，由低到高呈阶梯式控制；本方法中酯化反应器的反应温度分为三个阶段控制，分别为200℃、210℃，200℃、210℃、220℃、230℃，230℃。

(8)酯化反应器中过量醇的控制参数：传统工艺中4台反应器中的过量醇分别控制到27～33％、22～24％、20～22％、16～18％；本方法中第一阶段分别为10～14％(第一反应器)、11～15％(第二反应器)，第二阶段分别为25～30％(第三反应器)、22～25％(第四反应器)、20～22％(第五反应器)、18～20％(第六反应器)、16～18％(第七反应器)。

本发明通过在产能5万吨/年增塑剂生产装置的框架上，通过增加部分设备即可实现20万吨/年增塑剂的目标，减少了投资成本，且装置运行效率提高，产品转化率提高，能耗小，设备利用率高。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图中：A、B、C分别代表第一、二、三酯化塔，D1～7分别为1-7酯化反应器。

具体实施方式

实施例一：

将原料苯酐、辛醇和钛酸酯催化剂按一定比例(醇∶苯酐＝5∶3的质量比例进料。催化剂按苯酐加入量的千分之二加入)连续加入酯化工序第一反应器中，控制反应温度200℃，过量辛醇14wt％，反应混合物依次溢流到第二～七反应器，控制第二～七反应器的温度分别为210℃、200℃、210℃、220℃、230℃、230℃。同时向第二～七反应器分别补充部分辛醇，以保持后六个反应器有适当的过量醇，其过量醇分别控制为11～15％、25～30％、22～25％、20～22％、18～20％、16～18％。各反应器的单程转化率可达到60％左右，七个反应器的总转化率可达到99.8％，最终反应的混合物双酯含量为82％左右，混合物的酸值为0.05-0.10mgKOH/g。然后将混合物依次送入脱醇工序、中和水洗工序、汽提工序、过滤工序进行相应处理后，可得到淡色、澄清的产品。产品纯度99.6％，综合高压蒸汽的消耗0.48吨/吨DOP。

以下为常规操作。

酯化第一、二反应器中的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第一酯化塔，在第一酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第一酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第一反应器中；酯化第三～六反应器中的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第二酯化塔，在第二酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第二酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第三反应器中；另一方面水、低沸物和部分醇从第一、二酯化塔顶蒸出，经冷凝冷却器分离出其中的低沸物后，冷凝液进入第一醇水分离罐进行分离，醇从上部溢流到醇收集罐中，然后由醇回流泵第一、二酯化塔作循环醇，从第一醇水分离罐分离出来的水送到中和水洗工序重新利用。

酯化第七反应器的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第三酯化塔，在第三酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第三酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第七反应器；另一方面水、部分醇从第三酯化塔顶蒸出，经全凝器冷凝后进入第二醇水分离罐，在第二醇水分离罐中醇与反应生成水进行分离，醇从上部溢流到第三酯化塔中做自回流，第二醇水分离罐分离出来的微量水定时送到中和水洗工序重新利用。

实施例二：

将原料苯酐、异壬醇和钛酸酯催化剂按一定比例(醇∶苯酐＝5∶3的质量比例进料。催化剂按苯酐加入量的千分之二加入)连续加入酯化工序第一反应器中，控制反应温度210℃，过量醇15％，反应混合物依次溢流到第二～七反应器，控制第二～七反应器的温度分别为220℃、210℃、220℃、230℃、240℃、240℃。同时向第二～七反应器分别补充部分辛醇，以保持后六个反应器有适当的过量醇，其过量醇分别控制为10～15％、35～38％、33～35％、30～33％、25～30％、25～30％。各反应器的单程转化率可达到60％左右，七个反应器的总转化率可达到99.8％，最终反应的混合物双酯含量为75％左右，混合物的酸值为0.05-0.10mgKOH/g。然后将混合物依次送入脱醇工序、中和水洗工序、汽提工序、过滤工序进行相应处理后，可得到淡色、澄清的产品。产品纯度99.6％，综合高压蒸汽的消耗0.52吨/吨DINP。

酯化第一、二反应器中的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第一酯化塔，在第一酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第一酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第一反应器中；酯化第三～六反应器中的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第二酯化塔，在第二酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第二酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第三反应器中；另一方面水、低沸物和部分醇从第一、二酯化塔顶蒸出，经冷凝冷却器分离出其中的低沸物后，冷凝液进入第一醇水分离罐进行分离，醇从上部溢流到醇收集罐中，然后由醇回流泵第一、二酯化塔作循环醇，从第一醇水分离罐分离出来的水送到中和水洗工序重新利用。

酯化第七反应器的反应生成水与蒸发的醇，离开反应器后进入第三酯化塔，在第三酯化塔中反应器蒸发的醇和水蒸气与塔顶回流的循环醇逆向接触，第三酯化塔底可得到较高纯度的醇并回到第七反应器；另一方面水、部分醇从第三酯化塔顶蒸出，经全凝器冷凝后进入第二醇水分离罐，在第二醇水分离罐中醇与反应生成水进行分离，醇从上部溢流到第三酯化塔中做自回流，第二醇水分离罐分离出来的微量水定时送到中和水洗工序重新利用。

Claims (2)

1、20万吨/年增塑剂装置酯化工序的改进方法，其特征在于包括以下步骤：

a、酯化工序反应器采用7台反应器，每台容积30-40m³，由高到低依次呈阶梯式串联分布；

b、酯化工序的酯化塔采用3台，分别与第一台酯化反应器、第三台酯化反应器、第七台酯化反应器相连接，第一、二台酯化反应器中的物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第一台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇，第三、四、五、六台酯化反应器中物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第二台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇，第七台酯化反应器中的物料在反应过程中产生的醇蒸汽及反应生成水蒸气，进入第三台酯化塔，与塔顶的回流醇逆向接触精制回流醇；

c、第一、二台酯化塔出口的醇蒸汽、反应生成水蒸气进入酯化冷凝冷却器冷凝冷却后，进入醇水分离罐沉降分离，醇相溢流到循环醇收集罐，然后经循环醇泵送出，分别进入第一、二台酯化塔作为回流醇使用，第三台酯化塔出口的醇蒸汽、水蒸气进入单独一台酯化塔冷凝器冷凝冷却后，进入单独一台醇水分离罐沉降分离，醇相溢流进入第三台酯化塔作为回流醇使用；

d、酯化反应器的反应温度控制，根据酯化塔分布分成三个阶段控制，其中第一、二反应器为一个阶段，第三、四、五、六个反应器为第二个阶段，第七个反应器为第三个阶段，第一阶段的温度控制在200～210℃，第二阶段为200～230℃，第三阶段为230℃；

e、酯化反应器过量醇的控制分为两个阶段控制，第一阶段为第一、二反应器，其过量醇分别控制为10～15％，第二阶段为第三～七反应器，其过量醇控制范围从38-10％从高到低依次控制。

2、根据权利要求1所述的改进方法，其特征在于适合的增塑剂为邻苯二甲酸类增塑剂，包括邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸C8、C10酯或对苯二甲酸二辛酯。

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