CN103910626B - 一种酸与烯烃生产单元酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种酸与烯烃反应生产单元酯的方法，是将原料酸和原料烯烃预热后在多级叠合型固定床反应器中进行反应，反应后混合物经分离工艺得到未反应的烯烃、未反应的酸和单元酯产品；所述的多级叠合型固定床反应器由多级或者多段的固定床叠合构成，床层数N取值为：2≤N≤20。本发明的方法具有如下优点：(1)本工艺采用多级叠合型固定床反应一步合成酯法，简化了合成路线，使生产成本大幅降低；(2)设备结构简单，设备投资低；(3)催化剂可以使用树脂催化剂，无毒无害无污染，生产过程对环境友好。

Description

一种酸与烯烃生产单元酯的方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种酸与烯烃经多级叠合型固定床反应生成单元酯的工艺方法。
背景技术
酯类化学品是一最重要的化工溶剂，可应用于化工制造、医药、精细化工、香料、清洗剂等行业，应用广泛，市场前景广阔。
酸与烯烃反应生成酯的方法最早采用酯化法，用硫酸做催化剂，反应在液相中进行，主要缺点是设备腐蚀严重、操作条件恶劣，而且对环境污染严重。目前单元酯生产方法主要是加成法：由烯烃生产单元酯是列管式固定床生产或者是单级顺流固定床生产单元酯。优点：酯化法采用树脂催化剂，无毒无害，生产环境友好；缺点：反应器结构较复杂，设备投资较高，产品转化率低，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种酸与烯烃经多级叠合型固定床反应生成单元酯的工艺方法，设备结构简单，能够简化工艺流程、提高产品转化率、降低生产成本，减少环境污染。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种酸与烯烃反应生产单元酯的方法，是将原料酸和原料烯烃预热后在多级叠合固定床反应器中进行反应，反应后混合物经分离工艺得到未反应的烯烃、未反应的酸和单元酯产品；所述的多级叠合固定床反应器由多级或者多段的固定床叠合构成，床层数N为：2≤N≤20。
本发明技术方案中，所述的单元酯可以是醋酸酯、丙烯酸酯等有机酸酯或硫酸酯等无机酸酯；优选醋酸酯；进一步优选醋酸仲丁酯。
本发明技术方案中，所述的原料烯烃可以是碳原子数为2～30的所有的直链烯烃或异构烯烃；所述的原料酸可以是各种有机酸或无机酸。
优选的所述有机酸可以是碳原子数为1～30的各种有机酸，进一步优选碳原子数为2-4的各种有机酸。
优选的所述有机酸还可以是含有双键的酸，如丙烯酸。
优选的所述无机酸可以是各种含氧酸。
本发明技术方案中，所述的预热温度优选75～100℃。
本发明技术方案中，所述的多级叠合型固定床反应器中的反应条件优选为：操作压力1.5～2.0MPa，操作温度70～100℃，空速0.5～1.0h-1。
本发明技术方案中，所述的多级叠合型固定床反应器床层数N优选为4≤N≤6。
本发明技术方案中，所述的分离工艺优选包括：反应后的混合物经烯烃分离塔分离出未反应的烯烃和塔釜液I；未反应的烯烃被回收或进入火炬网；塔釜液I进入共沸塔分离出粗单元酯和塔釜液II；粗单元酯进入酯精制塔进行分离提纯，酯精制塔侧线得到纯单元酯；塔釜液II进入酸回收塔分离得到未反应的酸回收利用。
本发明进一步优选的技术方案，使用如图1所示的设备及工艺流程，包括以下步骤：
原料酸通过原料酸进料管1进入原料酸净化器2净化，净化后的原料酸再进入原料酸预热器3预热，温度提到75-100℃；原料烯烃经原料烯烃进料管4进入烯烃预热器5预热至75-100℃，在原料混合进料管6中和来自原料酸预热器3的原料酸混合后进入多级叠合固定床反应器10反应，所述的多级叠合型固定床反应器由4-6级固定床叠合构成，反应条件为：操作压力1.5～2.0MPa，操作温度70～100℃，空速0.5～1.0h-1，反应后的混合物经烯烃分离塔进料管11进入烯烃分离塔12进行分离；烯烃分离塔12塔顶的气相经烯烃分离塔塔顶出口管13进入烯烃分离塔塔顶冷凝器14，冷却后混合物经烯烃分离塔塔顶回流罐进口管15进入烯烃分离塔塔顶回流罐16，冷凝液全部回流至烯烃分离塔12，烯烃等不凝气体经火炬网进口管17进入火炬管网；烯烃分离塔12塔釜的液相混合物通过共沸塔进料管18进入共沸塔19进行分离，共沸塔19塔顶的气相经共沸塔塔顶出口管20进入共沸塔塔顶冷凝器21冷凝，得到的粗单元酯产品经共沸塔塔顶回流罐进口管22进入共沸塔塔顶回流罐23，一部分粗单元酯产品回流至共沸塔19，另一部分粗单元酯产品经酯精制塔进料管24进入酯精制塔26，酯精制塔26塔顶的气相经酯精制塔塔顶出口管27进入酯精制塔塔顶冷凝器28冷凝，冷凝后得到的单元酯产品经酯精制塔塔顶回流罐进口管29进入酯精制塔塔顶回流罐30，一部分单元酯产品回流至酯精制塔26，另一部分单元酯产品经酯产品输送管31送至界外；酯精制塔26塔釜的液相重组分经酯精制塔塔底冷却器33冷却后送至界外，酯精制塔26侧线的产品经酯精制塔侧线产品排出管32排出界外；共沸塔19的塔釜液经酸回收塔进料管25进入酸回收塔34，酸回收塔34塔顶的气相经酸回收塔塔顶出口管35进入酸回收塔塔顶冷凝器36，冷凝后得到的酸经酸回收塔塔顶回流罐进口管37进入酸回收塔塔顶回流罐38，一部分酸回流至酸回收塔34，另一部分酸经酸回收管39回收，酸回收塔34塔釜的重组分经酸回收塔塔底冷却器40冷却后送至界外。
本发明技术方案中，所有反应物料的进料方向都是自上而下，可以是分段进料，也可以自上而下总进料。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
(1)本工艺采用多级叠合型固定床反应一步合成酯法，简化了合成路线，使生产成本大幅降低。
(2)设备结构简单，设备投资低。
(3)催化剂可以使用树脂催化剂，无毒无害无污染，生产过程环境友好。
附图说明
图1为本发明酸与烯烃经多级叠合型固定床反应生成单元酯的工艺流程示意图。
图1中：1、原料酸进料管；2、原料酸净化器；3、原料酸预热器；4、原料烯烃进料管；5、烯烃预热器；6、原料混合进料管；10、多级叠合固定床反应器；11、烯烃分离塔进料管；12、烯烃分离塔；13、烯烃分离塔塔顶出口管；14、烯烃分离塔塔顶冷凝器；15、烯烃分离塔塔顶回流罐进口管；16、烯烃分离塔塔顶回流罐；17、火炬网进口管；18、共沸塔进料管；19、共沸塔；20、共沸塔塔顶出口管；21、共沸塔塔顶冷凝器；22、共沸塔塔顶回流罐进口管；23、共沸塔塔顶回流罐；24、酯精制塔进料管；25、酸回收塔进料管；26酯精制塔；27、酯精制塔塔顶出口管；28、酯精制塔塔顶冷凝器；29、酯精制塔塔顶回流罐进口管；30、酯精制塔塔顶回流罐；31、酯产品输送管；32、酯精制塔侧线产品排出管；33、酯精制塔塔底冷却器34、酸回收塔；35、酸回收塔塔顶出口管；36、酸回收塔塔顶冷凝器；37、酸回收塔塔顶回流罐进口管；38、酸回收塔塔顶回流罐；39、酸回收管；40、酸回收塔塔底冷却器。
具体实施方式
实施例1
以无水冰醋酸和正丁烯为原料，以图1所示的设备系统和工艺流程制备醋酸仲丁酯，具体步骤如下：
无水冰醋酸通过原料酸进料管1进入原料酸净化器2净化，净化后的无水冰醋酸再进入原料酸预热器3预热，温度提到75℃；正丁烯经原料烯烃进料管4进入烯烃预热器5预热至75℃，在原料混合进料管6中和来自原料酸预热器3的无水冰醋酸混合后进入多级叠合固定床反应器10反应，所述的多级叠合型固定床反应器由5级固定床叠合构成，反应器操作压力为1.5～2.0MPa，操作温度为70℃，空速为0.5-1.0h-1；反应后的混合物经烯烃分离塔进料管11进入烯烃分离塔12进行分离；烯烃分离塔12塔顶的气相经烯烃分离塔塔顶出口管13进入烯烃分离塔塔顶冷凝器14，冷却后混合物经烯烃分离塔塔顶回流罐进口管15进入烯烃分离塔塔顶回流罐16，冷凝液全部回流至烯烃分离塔12，不凝的正丁烯气体经火炬网进口管17进入火炬管网；烯烃分离塔12塔釜的液相混合物通过共沸塔进料管18进入共沸塔19进行分离，共沸塔19塔顶的气相经共沸塔塔顶出口管20进入共沸塔塔顶冷凝器21冷凝，得到的粗醋酸仲丁酯产品经共沸塔塔顶回流罐进口管22进入共沸塔塔顶回流罐23，一部分粗醋酸仲丁酯产品回流至共沸塔19，另一部分粗醋酸仲丁酯产品经酯精制塔进料管24进入酯精制塔26，酯精制塔26塔顶的气相经酯精制塔塔顶出口管27进入酯精制塔塔顶冷凝器28冷凝，冷凝后得到的醋酸仲丁酯产品经酯精制塔塔顶回流罐进口管29进入酯精制塔塔顶回流罐30，一部分醋酸仲丁酯产品回流至酯精制塔26，另一部分醋酸仲丁酯产品经酯产品输送管31送至界外；所述的酯精制塔26塔釜的液相重组分经酯精制塔塔底冷却器33冷却后送至界外，酯精制塔26侧线得到纯醋酸仲丁酯产品，经酯精制塔侧线产品排出管32排出界外；共沸塔19的塔釜液经酸回收塔进料管25进入酸回收塔34，酸回收塔34塔顶的气相经酸回收塔塔顶出口管35进入酸回收塔塔顶冷凝器36，冷凝后得到的酸经酸回收塔塔顶回流罐进口管37进入酸回收塔塔顶回流罐38，一部分酸回流至酸回收塔34，另一部分酸经酸回收管39回收，酸回收塔34塔釜的重组分经酸回收塔塔底冷却器40冷却后送至界外。

Claims (6)

1.一种酸与烯烃反应生产单元酯的方法，其特征在于：将原料酸和原料烯烃预热后在多级叠合型固定床反应器中进行反应，反应后混合物经分离工艺得到未反应的烯烃、未反应的酸和单元酯产品；所述的多级叠合型固定床反应器由多级或者多段的固定床叠合构成，床层数N取值为：4≤N≤6；催化剂为树脂催化剂；
所述的预热温度为75～100℃；
所述的多级叠合型固定床反应器中的反应条件为：操作压力1.5～2.0MPa，操作温度70～100℃，空速0.5～1.0h-1。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的原料烯烃是碳原子数为2～30的所有的直链烯烃或异构烯烃。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的原料酸是碳原子数为1～30的有机酸。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的原料酸为碳原子数为2-4的有机酸。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分离工艺包括：反应后的混合物经烯烃分离塔分离出未反应的烯烃和塔釜液I；未反应的烯烃被回收或进入火炬网；塔釜液I进入共沸塔分离出粗单元酯和塔釜液II；粗单元酯进入酯精制塔进行分离提纯，酯精制塔侧线得到纯单元酯；塔釜液II进入酸回收塔分离得到未反应的酸回收利用。
6.权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：原料酸通过原料酸进料管(1)进入原料酸净化器(2)净化，净化后的原料酸再进入原料酸预热器(3)预热，温度提到75-100℃；原料烯烃经原料烯烃进料管(4)进入烯烃预热器(5)预热至75-100℃，在原料混合进料管(6)中和来自原料酸预热器(3)的原料酸混合后进入多级叠合固定床反应器(10)反应，所述的多级叠合型固定床反应器由4-6级固定床叠合构成，反应条件为：操作压力1.5～2.0MPa，操作温度70～100℃，空速0.5～1.0h-1，反应后的混合物经烯烃分离塔进料管(11)进入烯烃分离塔(12)进行分离；烯烃分离塔(12)塔顶的气相经烯烃分离塔塔顶出口管(13)进入烯烃分离塔塔顶冷凝器(14)，冷却后混合物经烯烃分离塔塔顶回流罐进口管(15)进入烯烃分离塔塔顶回流罐(16)，冷凝液全部回流至烯烃分离塔(12)，烯烃不凝气体经火炬网进口管(17)进入火炬管网；烯烃分离塔(12)塔釜的液相混合物通过共沸塔进料管(18)进入共沸塔(19)进行分离，共沸塔(19)塔顶的气相经共沸塔塔顶出口管(20)进入共沸塔塔顶冷凝器(21)冷凝，得到的粗单元酯产品经共沸塔塔顶回流罐进口管(22)进入共沸塔塔顶回流罐(23)，一部分粗单元酯产品回流至共沸塔(19)，另一部分粗单元酯产品经酯精制塔进料管(24)进入酯精制塔(26)，酯精制塔(26)塔顶的气相经酯精制塔塔顶出口管(27)进入酯精制塔塔顶冷凝器(28)冷凝，冷凝后得到的单元酯产品经酯精制塔塔顶回流罐进口管(29)进入酯精制塔塔顶回流罐(30)，一部分单元酯产品回流至酯精制塔(26)，另一部分单元酯产品经酯产品输送管(31)送至界外；所述的酯精制塔(26)塔釜的液相重组分经酯精制塔塔底冷却器(33)冷却后送至界外，酯精制塔(26)侧线的产品经酯精制塔侧线产品排出管(32)排出界外；共沸塔(19)的塔釜液经酸回收塔进料管(25)进入酸回收塔(34)，酸回收塔(34)塔顶的气相经酸回收塔塔顶出口管(35)进入酸回收塔塔顶冷凝器(36)，冷凝后得到的酸经酸回收塔塔顶回流罐进口管(37)进入酸回收塔塔顶回流罐(38)，一部分酸回流至酸回收塔(34)，另一部分酸经酸回收管(39)回收，酸回收塔(34)塔釜的重组分经酸回收塔塔底冷却器(40)冷却后送至界外。
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