CN102675098A - 一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，具体为：原料丁醇与丙烯酸按摩尔比1:1进入换热器预热后进入离子交换树脂固定床进行预反应，预反应物料继续通过高位再沸器加热后以气体形式进入酯化釜进行反应；反应产物经加热气化后以共沸物形式进入酯化塔进行分离，酯化塔的塔顶得到粗产品；与此同时，酯化釜的部分釜液采出至过滤器进行过滤，过滤后的大部分釜液回流入釜，小部分釜液进入薄膜蒸发器回收丙烯酸及酯，回收的丙烯酸及酯直接进入酯化塔底；薄膜蒸发器底部物料进入重组分分解器进行分解利用，分解后的物料直接回到酯化釜参与反应，余下少量重废物由重组分分解器底部排出。本工艺具有连续生产、废水少、反应加强、腐蚀低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学工业领域中一种有机化工原料生产工艺，具体地说是一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺。该法具有加强反应、连续塔顶出料等特点，能改变传统工艺中废水较多，处理难度大等缺点，具有较大的工业价值。
背景技术
丙烯酸丁酯是一种重要的有机化工原料，用作有机合成中间体、粘合剂、乳化剂、涂料。烯酸及其酯类在工业上得到广泛应用。在使用过程中，往往将丙烯酸酯类聚合成聚合物或共聚物。丙烯酸丁酯（以及甲酯、乙酯、2-乙基己酯）属于软单体，可以与各种硬单体如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性单体如（甲基）丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、（甲基）丙烯酰胺及基衍生物等进行共聚、交联、接枝等，作成200-700多种丙烯酸类树脂产品（主要是乳液型，溶剂型及水溶型的），广泛用作涂料、胶粘剂、腈纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、纸张处理剂、皮革加工以及丙烯酸类橡胶等许多方面。
丙烯酸丁酯的传统生产工艺为间歇式反应。每批反应前，丙烯酸和醇按一定的比例加入反应器。加料结束后，向反应器夹套通入2kg/cm2,当温度达到设定值后，改用6kg/cm2蒸汽加热。
酯化反应过程中形式的水、丙烯酸酯和原料醇以共沸物形式进入脱水塔塔底，经与塔顶加入脱水塔受液槽上层酯相物料逆流接触，从塔顶蒸出，经冷凝器冷凝后进入脱水塔受液槽。
冷凝液脱水塔受液槽分离后，酯相作为脱水塔的回流，水相进入工艺水槽。
酯化反应结束后反应液排到中和槽，40%NaOH水溶液和来自工艺水槽的水在管道混合器混合稀释后加入到中和槽内。作为催化剂使用的全部硫酸以及未反应的丙烯酸等被完全中和，中和液的pH值控制在9以上。经分析检验后中和液用输送泵送往分离槽，在分离槽内物料分为酯相和水相，酯相进入酯相槽，水相进入水相槽。
因此，传统工艺中工段较长，粗产品需要中和及水洗，生产废水多，产品能耗偏高。
发明内容
本发明旨在提供一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，该工艺强化反应、省去了中和塔，不会产生含盐废水，节省污水处理投资，生产效益明显。
本发明解决现有技术的缺点所采用的技术方案，该新工艺为：原料丁醇与丙烯酸按摩尔比1:1进入换热器预热后进入离子交换树脂固定床进行预反应，预反应物料继续通过高位再沸器加热后以气体形式进入酯化釜进行反应；反应产物经加热气化后以共沸物形式进入酯化塔进行分离，酯化塔的塔顶得到粗产品；与此同时，酯化釜的部分釜液采出至过滤器进行过滤，过滤后的大部分釜液回流入釜，小部分釜液进入薄膜蒸发器回收丙烯酸及酯，回收的丙烯酸及酯直接进入酯化塔底；薄膜蒸发器底部的物料进入重组分分解器进行分解利用，分解后的物料直接回到酯化釜参与反应，余下少量重废物由重组分分解器底部排出。
进一步的，所述的酯化釜反应温度为80℃~110℃、真空度为0.01MPa~0.09MPa，酯化釜的釜内酸度为30%~40%，催化剂的质量浓度为：1%~5%。
进一步的，于酯化釜抽出的釜液流量为进料量的50%~100%。
进一步的，所述的物料进入离子交换树脂固定床时的温度控制在70℃~80℃。
进一步的，物料经过离子交换树脂固定床预反应后，丙烯酸丁酯含量为20%~60%。
进一步的：物料经过高位再沸器后的温度控制在80℃~100℃。
进一步的：所述的过滤器处理后物料90%以上回至酯化釜，余下部分进入薄膜蒸发器。
进一步的：所述的薄膜蒸发器在50~160mmHg的减压下操作，薄膜蒸发器有效回收95%以上的丙烯酸及酯。
进一步的：所述的重组分分解器可以有效分解80%以上的重组分，分解后余下的重废物送外处理。
本发明方法实现了丙烯酸丁酯的连续顶部酯化出料，与传统的底部出料相比具有以下优点：
（1）通过离子交换树脂固定床的预反应，达到了加强反应的目的，与传统的底部出料反应相比，降低酯化釜的负荷，提高了反应的速率。
（2）反应釜液通过连续采出、过滤、循环及回收，使反应釜液中的体系内釜内生成的聚合物控制在较低的浓度，保证了反应的正常稳定进行。
（3）实现了丙烯酸的塔顶连续出料，省去了传统工艺中的洗涤塔及中和塔、废水的处理量低，废水处理的设备大大减少，也降低了产品的生产成本。
附图说明
图1为本发明的丙烯酸正丁酯连续生产工艺流程示意图。
其中：1—换热器；2—离子交换树脂固定床；3—高位再沸器；4—酯化釜；5—酯化塔；6—过滤器；7—薄膜蒸发器；8—重组分分解器；9—塔顶冷凝器；10—分相器。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，原料丙烯酸、丁醇与酯化塔底回流液按相同的摩尔比进入换热器1进行混合预热，进料量为1500L/h，预热后温度控制在75℃~76℃。预热后的混合物料进入离子交换树脂固定床2进行预反应，反应后的物料中丙烯酸丁酯的含量为45%~50%。反应后的物料经过高位再沸器3的继续升温至90℃~95℃，通过酯化釜的釜内插管进入酯化釜4进行反应，釜内物料通过共沸形式进入酯化塔5进行精馏分离，最终在塔顶获得丙烯酸丁酯粗产品，粗产品进入下一工段进行精制。以此同时，反应釜液采出一部分进行处理，流量为750L/h，采出的釜液先经过过滤器6处理大部分聚合物后，90%的釜液回流至酯化釜，余下进入薄膜蒸发器7进行丙烯酸及酯的粗分离，回收92%的物料直接进酯化塔底部。分离后的重组分再通过重组分分解器8进行重组分的进一步分解，有效分解80%以上的重组分，分解后的物料直接进酯化釜循环利用。薄膜蒸发器在130mmHg的减压下操作。酯化塔釜温度为105℃，真空度控制在0.065MPa，釜内丙烯酸酸度保持在34%~35%，催化器的浓度保持在2%。
实施例2
如图1所示，原料丙烯酸、丁醇与酯化塔底回流液按相同的摩尔比进入换热器1进行混合预热，进料量为1500L/h，预热后温度控制在70℃~75℃。预热后的混合物料进入离子交换树脂固定床2进行预反应，反应后的物料中丙烯酸丁酯的含量为30%~35%。反应后的物料经过高位再沸器3的继续升温至85℃~90℃，通过酯化釜的釜内插管进入酯化釜4进行反应，釜内物料通过共沸形式进入酯化塔5进行精馏分离，最终在塔顶获得丙烯酸丁酯粗产品，粗产品进入下一工段进行精制。以此同时，反应釜液采出一部分进行处理，流量为1500L/h，采出的釜液先经过过滤器6处理大部分聚合物后，90%的釜液回流至酯化釜，余下进入薄膜蒸发器7进行丙烯酸及酯的粗分离，回收95%的物料直接进酯化塔底部。分离后的重组分再通过重组分分解器8进行重组分的进一步分解，有效分解85%以上的重组分，分解后的物料直接进酯化釜循环利用。薄膜蒸发器在106mmHg的减压下操作。酯化塔釜温度为95-98℃，真空度控制在0.08MPa，釜内丙烯酸酸度保持在28%~32%，催化器的浓度保持在3%。
Claims (9)
1.一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：原料丁醇与丙烯酸按摩尔比1:1进入换热器预热后进入离子交换树脂固定床进行预反应，预反应物料继续通过高位再沸器加热后以气体形式进入酯化釜进行反应；反应产物经加热气化后以共沸物形式进入酯化塔进行分离，酯化塔的塔顶得到粗产品；与此同时，酯化釜的部分釜液采出至过滤器进行过滤，过滤后的大部分釜液回流入釜，小部分釜液进入薄膜蒸发器回收丙烯酸及酯，回收的丙烯酸及酯直接进入酯化塔底；薄膜蒸发器底部的物料进入重组分分解器进行分解利用，分解后的物料直接回到酯化釜参与反应，余下少量重废物由重组分分解器底部排出。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：所述的酯化釜反应温度为80℃~110℃、真空度为0.01MPa~0.09MPa，酯化釜的釜内酸度为30%~40%，催化剂的质量浓度为：1%~5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：于酯化釜抽出的釜液流量为进料量的50%~100%。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：所述的物料进入离子交换树脂固定床时的温度控制在70℃~80℃。
5.根据权利要求1或4所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：物料经过离子交换树脂固定床预反应后，丙烯酸丁酯含量为20%~60%。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：物料经过高位再沸器后的温度控制在80℃~100℃。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：所述的过滤器处理后物料90%以上回至酯化釜，余下部分进入薄膜蒸发器。
8.根据权利要求1或7或8所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：所述的薄膜蒸发器在50~160mmHg的减压下操作，薄膜蒸发器有效回收95%以上的丙烯酸及酯。
9.根据权利要求1所述的一种丙烯酸丁酯连续生产新工艺，其特征在于：重组分分解器有效分解80%以上的重组分，余下重废物送外处理。
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