CN103664616B - 一种生产苯甲酸苄酯的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产苯甲酸苄酯的方法和装置，装置包括反应精馏塔、精馏塔，并且与苯甲酸装置的苯甲醛塔相连。苯甲醛塔通过反应精馏塔连接到精馏塔入口，精馏塔的塔顶气体出口通过外冷凝器连接到气体处理单元，轻馏分出口和重组分出口分别连接到苯甲酸蒸馏塔，产品出口经产品冷却器连接到产品罐。苯甲醛塔底重组分残油原料，经过反应精馏塔反应后进入精馏塔进行精馏分离，产品甲酸苄酯从精馏塔中部流出，经换热后到产品罐，物料中气体组分从塔顶流出，轻馏分从精馏塔上部流出，重组分从塔底流出。本发明充分利用苯甲酸生产的副产物通过反应和精馏过程生产苯甲酸苄酯，减少和避免资源的浪费，提高经济效益，减少化学污染物的排放，有利于环境保护。

Description

一种生产苯甲酸苄酯的方法和装置

技术领域、

    本发明属于化工产品生产技术领域，涉及一种生产苯甲酸苄酯的方法和装置，具体涉及一种以苯甲酸生产中的苯甲醛塔底重副产物为原料生产苯甲酸苄酯的方法和装置。

背景技术

苯甲酸苄酯是一种良好的高温溶剂，是麝香的唯一溶剂，具有良好的增塑性能。主要用于纺织助剂、香精、制药和增塑剂等领域。在纺织工业中主要用做导染剂、匀染剂和修补剂。随着纺织工业的发展，服装面料越来越高档，其上色和匀染性难度越来越大，对苯甲酸苄酯的需求越来越大。目前工业上苯甲酸苯苄酯的生产方法主要以由苯甲酸钠和氯化苄为原料，通过相转移催化法合成制得。

甲苯在醋酸钴催化剂的作用下生成苯甲酸，生产过程中发生诸多的副反应，生成苯甲酸、乙酸、苯甲醛、苯甲醇、苯乙酮、甲酸苯甲酯、乙酸苯甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸苄酯及联苯、2-甲基联苯和3-甲基联苯等副产物。这些副产物具有种类多、含量低但总量大的特点，分别回收难度大、产量小，不能形成规模，效益低。若不回收，造成资源的浪费。因此，开发综合利用技术有重要的经济和环境保护意义。苯甲醛是甲苯氧化生产苯甲酸的中间产品，苯甲醛分离过程分为包括甲醛脱水、脱轻馏分和减压蒸馏，分离出苯甲醛产品，副产物溶在蒸馏塔底的残油中。

公开号为CN102219662A的中国发明专利申请公开一种“甲苯空气催化氧化制备苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸苄酯的方法”，该专利申请“在不改变现有苯甲酸生产工艺和设备的情况下,不使用有机溶剂,高收率生产苯甲酸的同时,提高高附加值产品苯甲醛﹑苯甲醇及苄酯产品含量的制备方法。本发明通过调整催化剂配比,在最佳催化剂配比情况下,甲苯的转化率为10%左右时,苯甲酸的选择性为40%,苯甲醛选择性为30%,苯甲醇选择性为30%,高附加值产品苯甲醛﹑苯甲醇产品含量都很高,催化剂能反复使用,且易于再生,降低生产成本,大大提高苯甲酸生产工厂的经济效益。”。但是该专利申请不能解决利用苯甲酸生产的副产物生产苯甲酸苄酯的问题。

发明内容

本发明提供一种生产苯甲酸苄酯的方法，利用苯甲酸生产的副产物生产苯甲酸苄酯，充分利用不可再生资源，减少和避免资源浪费，提高企业的经济效益，减少化学污染物的排放。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的生产装置。

本发明种生产苯甲酸苄酯的方法、以苯甲酸生产中的苯甲醛塔底重组分残油为原料，原料中含有醋酸钴催化剂。原料经过反应罐或反应精馏塔反应，进入精馏塔进行精馏分离，产品苯甲酸苄酯从精馏塔中部流出，经产品冷却器冷却后到产品罐，物料中气体组分从塔顶流出，轻馏分从精馏塔上部流出，重组分从塔底流出。反应精馏塔的工艺条件为：塔顶压力115～125kPa，塔底压力125～140 kPa，塔顶温度90～110℃，塔底温度240～260℃。精馏塔的工艺条件为：塔顶压力6～9kPa，塔底压力9～12kPa；塔顶温度140～160℃，塔底温度215～250℃。反应精馏塔和反应塔的压力为绝对压力。

    本发明生产苯甲酸苄酯的装置，与苯甲酸生产装置的苯甲醛塔相连。苯甲酸苄酯装置设有反应精馏塔、冷却器、重沸器、回流泵、精馏塔、蒸汽包、外冷凝器、产品冷却器、再沸器和进料泵。精馏塔设有精馏塔入口、塔顶气体出口、轻馏分出口、产品出口、循环入口和重组分出口。精馏塔内设有3个填料层，精馏塔内的上部设有内冷凝器，内冷凝器的冷却介质出口通过蒸汽包连接到内冷凝器冷却介质入口。反应精馏塔设有进料口、气相出口、回流入口、塔釜液体出口和返塔入口，反应精馏塔设有两个填料层。苯甲醛塔连接到反应精馏塔的进料口，反应精馏塔的塔釜液体出口分为两路，一路经重沸器连接到返塔入口，另一路通过进料泵连接到精馏塔入口。精馏塔的塔顶气体出口通过外冷凝器连接到气体处理单元，轻馏分出口连接到苯甲酸蒸馏塔。产品出口经产品冷却器连接到产品罐。重组分出口分为两路，一路通过再沸器连接到循环入口，另一路连接到苯甲酸蒸馏塔。反应精馏塔顶部气相出口连接到冷却器，冷却器出口分为两路，一路连接到水排放系统，另一路经回流泵连接到回流入口。

精馏塔填料层的填料为500Y规整填料。反应精馏塔填料层的填料为250Y规整填料。精馏塔设有液体收集器、液体分布器和填料支承，液体收集器位于各个流出口的上部，液体分布器位于填料层的上部，填料支承位于填料层的下部。反应精馏塔为上下异径结构，上部塔身直径小于下部塔釜的的直径。

本发明利用苯甲酸生产的副产物通过反应和精馏过程生产高价值苯甲酸苄酯，充分利用了化工生产的副产物，减少和避免了资源浪费，提高了企业的经济效益，减少化学污染物的排放，有利于环境保护。本发明生产苯甲酸苄酯的方法和装置流程简单、建设投资少、生产成本低、生产条件缓和、易于实施、操作稳定，适用于以甲苯为原料生产己内酰胺生产装置的副产物综合开发利用，也适用于其它苯甲酸生产装置的技术改进。

附图说明

图1为本发明生产苯甲酸苄酯装置的流程示意图；

图2为精馏塔结构的示意图；

图3为反应精馏塔的结构示意图。

其中：

1—进料口、2—重沸器、3—进料泵、4—精馏塔入口、5—重组分出口、6—蒸汽包、7—精馏塔、8—外冷凝器、9—塔顶气体出口、10—内冷凝器、11—轻馏分出口、12—填料层、13—产品出口、14—循环入口、15—产品冷却器、16—再沸器、17—反应精馏塔、18—冷却器、19—塔身、20—液体收集器、21—液体分布器、22—回流入口、23—回流泵、24—填料支撑、25—塔釜、26—气相出口、27—返塔入口、28—塔釜液体出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明生产苯甲酸苄酯的装置，如图1所示，包括反应精馏塔17、冷却器18、重沸器2、回流泵23、精馏塔7、蒸汽包6、外冷凝器8、产品冷却器15、再沸器16和进料泵3。如图2所示，精馏塔设有精馏塔入口4、塔顶气体出口9、轻馏分出口11、产品出口13、循环入口14和重组分出口5。精馏塔内设有3个填料层12，填料层的填料为500Y规整填料，填料下部有填料支承24。精馏塔设有液体收集器20和液体分布器21，液体收集器位于各个流出口的上部，液体分布器位于各填料层12的上部。精馏塔内的上部设有内冷凝器10，内冷凝器的冷却介质出口通过蒸汽包连接到内冷凝器冷却介质入口。如图3所示，反应精馏塔设有进料口1、气相出口26、回流入口22、塔釜液体出口28和返塔入口27。反应精馏塔设有两个填料层12，填料层12的填料为250Y规整填料，填料下部有填料支承24。反应精馏塔为上下异径结构，上部塔身19的直径小于下部塔釜25的的直径。苯甲酸苄酯装置与苯甲酸生产装置苯甲醛塔相连，苯甲醛塔连接到反应精馏塔17的进料口1，反应精馏塔的塔釜液体出口28分为两路，一路经重沸器2连接到返塔入口27，另一路通过进料泵3连接到精馏塔入口4。精馏塔的塔顶气体出口9通过外冷凝器８连接到气体处理单元，轻馏分出口11连接到苯甲酸蒸馏塔。产品出口13经产品冷却器15连接到产品罐。重组分出口５分为两路，一路通过再沸器16连接到循环入口14，另一路连接到苯甲酸蒸馏塔。反应精馏塔17顶部气相出口26连接到冷却器18，冷却器出口分为两路，一路连接到水排放系统，一路经回流泵23连接到回流入口22。

本发明生产苯甲酸苄酯的过程为，原料经进料口1进入反应精馏塔17，反应精馏塔上部有冷却回流，下部塔釜25有重沸器2加热。反应精馏塔17的工艺条件为：塔顶压力120KPa，塔底压力130 KPa，塔顶温度100±2℃，塔底温度253±2℃。反应后的物料经进料泵3、精馏塔入口4进入精馏塔进行精馏分离，在精馏塔下部有再沸器16加热，上部内、外有冷凝器冷却，精馏塔的工艺条件为：塔顶压力7kPa，塔底压力10kPa；塔顶温度150±2℃，塔底温度240±2℃。产品甲酸苄酯从精馏塔中部的产品出口13流出，经产品冷却器15冷却后到产品罐。物料中的轻组分从塔顶气体出口9流出经外冷凝器8冷却后到气体处理单元处理。上部的轻馏分从轻馏分出口11流出到苯甲酸蒸馏塔。重组分从塔底的重组分出口5流出分为两路，一路经再沸器16加热后经循环入口14返回精馏塔，另一路到苯甲酸蒸馏塔。内冷凝器10的冷却介质为水，产生的蒸汽经蒸汽包进入蒸汽管网，外冷凝器8的冷却介质为水，产生的低压水蒸气放散。从塔顶气相出口26离开反应精馏塔17的气体，经冷却器冷却后的水部分排出到废水处理系统，部分经回流入口22返回反应精馏塔17。

取样分析苯甲醇转化率为90%以上，苯甲酸苄酯纯度99.9（wt）%以上，符合苯甲酸苄酯质量标准。

Claims (6)

1.一种生产苯甲酸苄酯的方法，以苯甲酸生产中的苯甲醛塔底重组分残油为原料，所述原料中含有醋酸钴催化剂，其特征是：所述原料经过反应精馏塔（17）反应精馏，进入精馏塔（7）进行精馏分离，产品苯甲酸苄酯从精馏塔中部流出，经产品冷却器（15）冷却后到产品罐，物料中气体组分从塔顶流出，轻馏分从精馏塔上部流出，重组分从塔底流出；所述反应精馏塔（17）的工艺条件为：塔顶压力115～125kPa，塔底压力125～140kPa，塔顶温度90～110℃，塔底温度240～260℃；所述精馏塔（7）的工艺条件为：塔顶压力6～9kPa，塔底压力9～12kPa；塔顶温度140～160℃，塔底温度215～250℃，所述反应精馏塔和精馏塔的压力为绝对压力。

2.一种生产苯甲酸苄酯的装置，与苯甲酸生产装置的苯甲醛塔相连，其特征是：所述苯甲酸苄酯装置设有反应精馏塔（17）、冷却器（18）、重沸器（2）、回流泵（23）、精馏塔（7）、蒸汽包（6）、外冷凝器（8）、产品冷却器（15）、再沸器（16）和进料泵（3）；所述精馏塔设有精馏塔入口（4）、塔顶气体出口（9）、轻馏分出口（11）、产品出口（13）、循环入口（14）和重组分出口（5）；精馏塔内设有3个填料层（12），精馏塔内的上部设有内冷凝器（10），所述内冷凝器的冷却介质出口通过蒸汽包（6）连接到内冷凝器冷却介质入口；所述反应精馏塔设有进料口（1）、气相出口（26）、回流入口（22）、塔釜液体出口（28）和返塔入口（27）；所述反应精馏塔设有两个填料层（12）；所述苯甲醛塔连接到反应精馏塔（17）的进料口（1），反应精馏塔的塔釜液体出口（28）分为两路，一路经重沸器（2）连接到返塔入口（27），另一路通过进料泵（3）连接到精馏塔入口（4）；精馏塔的塔顶气体出口（9）通过外冷凝器（８）连接到气体处理单元，轻馏分出口（11）连接到苯甲酸蒸馏塔；所述产品出口（13）经产品冷却器（15）连接到产品罐；所述重组分出口（５）分为两路，一路通过再沸器（16）连接到循环入口（14），一路连接到苯甲酸蒸馏塔；所述反应精馏塔（17）顶部气相出口（26）连接到冷却器（18）；冷却器出口分为两路，一路连接到水排放系统，一路经回流泵（23）连接到回流入口（22）。

3.根据权利要求2所述生产苯甲酸苄酯的装置，其特征是：所述精馏塔（7）填料层（12）的填料为500Y规整填料。

4.根据权利要求2所述生产苯甲酸苄酯的装置，其特征是：所述精馏塔设有液体收集器（20）、液体分布器（21）和填料支承（24），所述液体收集器位于各个流出口的上部，所述液体分布器位于填料层（12）的上部，所述填料支承位于填料层的下部。

5.根据权利要求2所述生产苯甲酸苄酯的装置，其特征是：所述反应精馏塔（17）填料层（12）的填料为250Y规整填料。

6.根据权利要求2所述生产苯甲酸苄酯的装置，其特征是：所述反应精馏塔为上下异径结构，上部塔身（19）径小于下部塔釜（25）的直径。