CN106220499B - 一种生产己二酸二甲酯的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产己二酸二甲酯的设备及方法，其特征在于，包括反应精馏塔，甲醇回收塔，第一冷凝器，第二冷凝器，加热器和再沸器；所述反应精馏塔从下自上依次包括塔釜、反应段、侧线采出段和精馏段；所述塔釜的底部设置有第一出料口，所述精馏段的顶部设置有第二出料口；所述反应段自下至上依次设置有第一进料口和第二进料口，所述侧线采出段设置有侧线采出口。本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备及方法，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了工艺流程，有效的减少了设备投资及能耗。

Description

一种生产己二酸二甲酯的设备及方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种生产己二酸二甲酯的设备及方法。

背景技术

己二酸二甲酯(DMA)作为一种无色透明的液体，是重要的化工原料。己二酸二甲酯可通过加氢制备1,6-己二醇，基于1,6-己二醇的广泛的应用，己二酸二甲酯具有较大的市场。

常用的制备己二酸二甲酯方法以己二酸和甲醇为原料，在催化剂的作用下发生酯化反应；而酯化反应作为一种典型的可逆反应，其在反应过程中需要将反应产物从反应体系中移除，以提高反应物的转化率。

针对此问题，传统方法通常在反应体系中添加带水剂，以便将产物水移除，但是体系中存在的大量带水剂难以去除，使后续产物分离过程能耗增加。而且，传统方法中经酯化反应生成的己二酸二甲酯，需要进一步经过产品分离塔精馏提纯才能得到高质量纯度的己二酸二甲酯，从而使能耗较大；此外，为实现己二酸二甲酯的连续生产，现有方法中均采用先预酯化、后连续酯化的方式进行，增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种生产己二酸二甲酯的设备及方法，以通过侧线采出设置，使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

第一方面，本发明提供一种生产己二酸二甲酯的设备，包括反应精馏塔，甲醇回收塔，第一冷凝器，第二冷凝器，加热器和再沸器；反应精馏塔从下自上依次包括塔釜、反应段、侧线采出段和精馏段；塔釜的底部设置有第一出料口，精馏段的顶部设置有第二出料口；反应段自下至上依次设置有第一进料口和第二进料口，侧线采出段设置有侧线采出口；甲醇回收塔的塔顶设置有第三出料口；甲醇回收塔的塔底设置有第四出料口，甲醇回收塔上设置有第三进料口，第三进料口位于第三出料口和第四出料口之间；第一冷凝器的入口通过管路与第二出料口连接，第一冷凝器的出口包括第一分支管路和第二分支管路，第一分支管路与精馏段的顶部连接，第二分支管路与第三进料口连接；第二冷凝器的入口通过管路与第三出料口连接，第二冷凝器的出口包括第三分支管路和第四分支管路，第三分支管路与甲醇回收塔的塔顶连接，第四分支管路与第一进料口连接；加热器的入口通过管路与第一出料口连接，加热器的出口通过管路与塔釜连接；再沸器的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口包括第五分支管路和第六分支管路，第五分支管路与甲醇回收塔的塔底连接，第六分支管路用于排出废水物流。

生产己二酸二甲酯时，甲醇从第一进料口加入，第二进料口用于加入己二酸；反应精馏塔的反应段是指反应精馏塔中第一进料口和第二进料口之间的塔板所构成的反应区域，在反应精馏塔的反应段，甲醇和己二酸在催化剂的作用下发生酯化发应；侧线采出口得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；侧线采出口的设置，可以及时将反应过程中产生的己二酸二甲酯移除，从而促进酯化反应的进行。第二出料口采出的物流经第一冷凝器冷凝后一部分通过第一分支管路作为反应精馏塔塔顶回流返回塔内，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；将甲醇和水的混合物通过第三进料口进入甲醇回收塔，在甲醇回收塔中实现甲醇和水的分离，从而在第三出料口得到甲醇蒸汽，将甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口重新参与酯化反应，从而使甲醇利用的更加充分，使设备更加节能；加热器的入口通过管路与第一出料口连接，加热器的出口通过管路与塔釜连接；从而将反应精馏塔的塔底物流全部抽出，将抽出的物流在加热器的作用下作为塔底回流上升蒸汽返回反应精馏塔内，即第一出料口、加热器和塔釜形成回路，通过加热器将第一出料口的物流回流至塔釜，从而提高己二酸和甲醇的利用率；再沸器的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口包括第五分支管路和第六分支管路，第五分支管路与甲醇回收塔的塔底连接，第六分支管路用于排出废水物流，从而将第四出料口得到的物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。

本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

在本发明的进一步实施方式中，还包括混合器和泵：混合器的入口分别与第二冷凝器的出口和第一进料管连接，混合器的出口与第一进料口连接；第三进料口设置于甲醇回收塔的下部，第一冷凝器的出口通过管路依次与泵连接，再与第三进料口连接。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔和所述甲醇回收塔均为板式塔。

第二方面，本发明提供一种生产己二酸二甲酯的方法，采用权1-权3任一项的设备，包括以下步骤：将甲醇从所述第一进料口加入，将己二酸从所述第二进料口加入，使甲醇和己二酸在所述反应段内的催化剂的作用下反应；在所述侧线采出口采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；将所述甲醇和水的混合物通入所述第三进料口以实现甲醇和水的分离；在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口；将所述第四出料口得到的物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。

将甲醇从反应精馏塔的反应段的第一进料口加入，己二酸从反应精馏塔反应段的第二进料口加入，即从反应段自上而下的己二酸，与从反应段自下而上的甲醇逆流接触，在反应段内的催化剂作用下发生酯化反应；在反应精馏塔的侧线采出口采出己二酸二甲酯，侧线采出口的设置，可以及时将酯化反应过程中产生的己二酸二甲酯移除，推动整个反应过程向生成目的产物的方向进行，从而得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；将反应精馏塔塔底的物流通过第一出料口全部抽出，将抽出的物流在加热器的作用下作为塔底回流上升蒸汽返回反应精馏塔内，从而提高己二酸和甲醇的利用率；将反应精馏塔精馏段顶部的第二出料口采出的物流经第一冷凝器冷凝后一部分通过第一分支管路作为精馏段的顶部回流返回塔内，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；将甲醇和水的混合物通过第三进料口进入甲醇回收塔，在甲醇回收塔中实现甲醇和水的分离，从而在第三出料口得到甲醇蒸汽，将甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口重新参与酯化反应，从而使甲醇利用的更加充分，使设备更加节能；将第四出料口得到的物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流，从而保证得到的废水物流中水的质量纯度尽可能高，其他物质的含量尽可能少。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，得到的第三出料口的甲醇的质量纯度大于等于99.9％，己二酸的转化率大于等于99.1％，己二酸二甲酯的质量纯度大于等于99.5％，其无需进一步精制，可以直接作为制备1，6-己二醇的原料使用；也就是说：本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

在本发明的进一步实施方式中，第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为4:1～8:1。

在本发明的进一步实施方式中，催化剂为固体酸性树脂。

在本发明的进一步实施方式中，固体酸性树脂为DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂中的任意一种，且DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂的体积为塔板持液量的40％～60％。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔的精馏段的理论塔板数为3～8，反应精馏塔的侧线采出段的理论塔板数为17～22，反应精馏塔的反应段的理论塔板数为13～19。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔的操作压力为0.04～0.08MPa，精馏段的顶部温度为51.1～70.8℃，所述第一冷凝器的回流比为0.62～1.49；反应精馏塔的塔釜温度为173.5～192.1℃。

在本发明的进一步实施方式中，甲醇回收塔的操作压力为常压，甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，第二冷凝器的回流比为0.88～1；甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，再沸蒸汽比为1.86～4.96。

本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备及方法，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

附图说明

图1为本发明实施例中的生产己二酸二甲酯的设备的示意图；

图2为本发明实施例中的生产己二酸二甲酯的方法的流程图；

图中：

1、反应精馏塔； 2、甲醇回收塔； 3、第一冷凝器； 4、第二冷凝器； 5、加热器；

6、再沸器； 7、混合器； 8、第一进料管； 9、泵； 101、塔釜； 102、反应段；

103、精馏段； 104、第一出料口； 105、第二出料口； 106、第一进料口；

107、第二进料口； 108、侧线采出口； 109、侧线采出段； 201、第三出料口；

202、第四出料口； 203、第三进料口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

图1为本发明实施例中的生产己二酸二甲酯的设备的示意图；如图1所示，本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备，包括反应精馏塔(1)，甲醇回收塔(2)，第一冷凝器(3)，第二冷凝器(4)，加热器(5)和再沸器(6)；所述反应精馏塔(1)从下自上依次包括塔釜(101)、反应段(102)、侧线采出段(109)和精馏段(103)；所述塔釜的底部设置有第一出料口(104)，所述精馏段的顶部设置有第二出料口(105)；所述反应段自下至上依次设置有第一进料口(106)和第二进料口(107)，所述侧线采出段设置有侧线采出口(108)；所述甲醇回收塔(2)的塔顶设置有第三出料口(201)；所述甲醇回收塔的塔底设置有第四出料口(202)，所述甲醇回收塔上设置有第三进料口(203)，所述第三进料口位于所述第三出料口和所述第四出料口之间；所述第一冷凝器(3)的入口通过管路与所述第二出料口连接，所述第一冷凝器的出口包括第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路与所述精馏段的顶部连接，所述第二分支管路与所述第三进料口连接；所述第二冷凝器(4)的入口通过管路与所述第三出料口连接，所述第二冷凝器的出口包括第三分支管路和第四分支管路，所述第三分支管路与所述甲醇回收塔的塔顶连接，所述第四分支管路与所述第一进料口连接；所述加热器(5)的入口通过管路与所述第一出料口连接，所述加热器的出口通过管路与所述塔釜连接；所述再沸器(6)的入口通过管路与所述第四出料口连接，所述再沸器的出口包括第五分支管路和第六分支管路，所述第五分支管路与所述甲醇回收塔的塔底连接，所述第六分支管路用于排出废水物流。

生产己二酸二甲酯时，甲醇从第一进料口加入，第二进料口用于加入己二酸；反应精馏塔的反应段是指反应精馏塔中第一进料口和第二进料口之间的塔板所构成的反应区域，在反应精馏塔的反应段，甲醇和己二酸在催化剂的作用下发生酯化发应；侧线采出口得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；侧线采出口的设置，可以及时将反应过程中产生的己二酸二甲酯移除，从而促进酯化反应的进行。第二出料口采出的物流经第一冷凝器冷凝后一部分通过第一分支管路作为反应精馏塔塔顶回流返回塔内，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；将甲醇和水的混合物通过第三进料口进入甲醇回收塔，在甲醇回收塔中实现甲醇和水的分离，从而在第三出料口得到甲醇蒸汽，将甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口重新参与酯化反应，从而使甲醇利用的更加充分，使设备更加节能；加热器的入口通过管路与第一出料口连接，加热器的出口通过管路与塔釜连接，即所述第一出料口、所述加热器和所述塔釜形成回路，将反应精馏塔的塔底物流全部抽出，将抽出的物流在加热器的作用下作为塔底回流上升蒸汽返回反应精馏塔内通过所述加热器将所述第一出料口的物流回流至所述塔釜，从而提高己二酸和甲醇的利用率；再沸器的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口包括第五分支管路和第六分支管路，第五分支管路与甲醇回收塔的塔底连接，第六分支管路用于排出废水物流，从而将第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到酯化产物水。

本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

另外，对于反应精馏塔，也具体存在以下实施方式：

实施例二

反应精馏塔还包括混合器7和泵9：所述混合器的入口分别与所述第二冷凝器的出口和第一进料管8连接，所述混合器的出口与所述第一进料口连接；所述第三进料口设置于所述甲醇回收塔的下部，所述第一冷凝器的出口通过管路依次与所述泵连接，再与所述第三进料口连接。

所述第二冷凝器的出口和第一进料管分别与混合器的入口连接，混合器的出口与第一进料口连接，通过该设置，可以使各部分的甲醇均循环至反应精馏塔利用，从而大大节省甲醇的消耗，降低了反应中的原料能耗；泵的存在，可以为通入第三进料口的物流提供压力，使得从反应精馏塔精馏段的塔顶采出的甲醇和水的混合物顺利进入甲醇回收塔，而第三进料口设置于所述甲醇回收塔的下部，可以使从下部进入甲醇回收塔的甲醇和水更好的分离，从而得到质量纯度更高的甲醇和酯化产物水。

另外，反应精馏塔和甲醇回收塔均为板式塔。选用板式塔，使催化剂装载在板式塔的塔板上，从而使得离子交换树脂催化剂容易装卸；同时增强气液、液固相间的接触，从而提高传质效率，增加催化剂的利用率；最终使得己二酸的转化率更高，从侧线采出的己二酸二甲酯的质量纯度更高。

另外，采用本发明的生产己二酸二甲酯的设备，本发明专门设计了采用该设备生产己二酸二甲酯的方法：

图2为本发明实施例中的生产己二酸二甲酯的方法的流程图；如图2所示，本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，包括以下步骤：

S101：将甲醇从所述第一进料口加入，将己二酸从所述第二进料口加入，使甲醇和己二酸在所述反应段内的催化剂的作用下反应。其中，第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为4:1～8:1；所述催化剂为固体酸性树脂；所述固体酸性树脂为DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂中的任意一种，且所述DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、所述Amberlyst35离子交换树脂或所述Amberlyst15离子交换树脂的体积为塔板持液量的40％～60％；所述反应精馏塔的精馏段的理论塔板数为3～8，所述反应精馏塔的侧线采出段的理论塔板数为17～22，所述反应精馏塔的反应段的理论塔板数为13～19；所述反应精馏塔的操作压力为0.04～0.08MPa。其中，反应精馏塔的精馏段为精馏段顶部至侧线采出口之间的塔段；反应精馏塔的侧线采出段为侧线采出口至第二进料口之间的塔段；反应精馏塔的反应段为第二进料口至第一进料口之间的塔段。将甲醇从反应精馏塔的反应段的第一进料口加入，己二酸从反应精馏塔反应段的第二进料口加入，即从反应段自上而下的己二酸，与从反应段自下而上的甲醇逆流接触，在反应段内的催化剂作用下发生酯化反应；第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为4:1～8:1，第一进料口的甲醇包括原料甲醇和从第三出料口经第四分支管路循环至第一进料口的甲醇，即循环甲醇；因为常压下甲醇的沸点为64.5℃，己二酸的沸点为336.7℃，由于甲醇与己二酸沸点相差太大，为了使两反应物在反应段充分接触，需使轻组分甲醇过量；相比于传统方法中多采用硫酸作催化剂，硫酸氧化性和腐蚀性极强，从而对设备的防腐性能要求高；且硫酸的氧化性和脱水性会使己二酸与甲醇的酯化过程中产生较多的副反应；本发明采用固体酸性树脂作酯化反应的催化剂，因为其使用方便，催化活性高，从而使甲醇与己二酸的酯化反应更完全，酯化率更高，且可以避免液体酸催化剂带来的腐蚀以及后处理繁琐等问题；优选采用DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂中的任意一种，且DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂的体积为塔板持液量的40％～60％，从而使甲醇与己二酸的酯化反应中，三种催化剂的活性与稳定型更好，使酯化反应的转化率接近100％；反应精馏塔的精馏段的理论塔板数为3～8，所述反应精馏塔的侧线采出段的理论塔板数为17～22，所述反应精馏塔的反应段的理论塔板数为13～19；采用这样的理论塔板数设置，可以使甲醇与己二酸的酯化反应更完全，从而使采出的己二酸二甲酯的质量纯度更高；同时，使本发明的能耗更少，经济性更好；所述反应精馏塔的操作压力为0.04～0.08MPa，采用减压可以维持反应精馏塔内的温度不至于过高，即维持精馏塔内的温度在200℃以下，从而保证催化剂的热稳定性，防止催化剂高温失活。

S102：在所述侧线采出口采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物。其中，所述精馏段的顶部温度为51.1～70.8℃，所述第一冷凝器的回流比为0.62～1.49；所述反应精馏塔的塔釜温度为173.5～192.1℃。在所述侧线采出口采出己二酸二甲酯的设置，可以及时将酯化反应过程中产生的己二酸二甲酯以及未反应的甲醇和水的混合物分别移除，推动整个反应过程向生成目的产物的方向进行，从而得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；反应精馏塔中的所有可能的组分为以下5种：甲醇、己二酸、己二酸单酯、己二酸二甲酯和水；而常压下甲醇的沸点为64.5℃，水的沸点为100℃，己二酸二甲酯的沸点为228.4℃，己二酸单酯的沸点为253.7℃，己二酸的沸点为336.7℃，反应精馏塔精馏段的顶部温度为51.1～70.8℃，从而确保塔顶排出的物流中尽可能多的含有甲醇蒸汽；反应精馏塔的塔釜温度为173.5～192.1℃，从而确保反应产物均可有效回流至反应精馏塔的反应段；第一冷凝器的回流比为0.62～1.49，因为从反应精馏塔精馏段顶部的第二出料口排出的气相物流中不仅含有甲醇蒸汽和水蒸气，还可能含有少量的己二酸二甲酯，为了尽可能回收气相中少量的己二酸二甲酯，可以调节回流量以提高回收气相中的己二酸二甲酯的能力，但本发明中当第一冷凝器的回流比为0.62～1.49时，可以使己二酸在反应精馏塔内的转化率更高，己二酸二甲酯质量纯度更高；当回流比大于1.49时，酯化塔板上的反应温度显著降低，酯化反应的反应速率降低，且反应精馏塔和冷凝器的负荷均过重，影响回流效果，严重时会引起淹塔事故，进而己二酸转化率降低，己二酸二甲酯的质量纯度变低；当回流比小于0.62时，回流比过小，使得不能及时回收气相中的己二酸二甲酯，从而使从侧线采出口采出的己二酸二甲酯的质量纯度变低。

S103：将所述甲醇和水的混合物通入所述第三进料口以实现甲醇和水的分离。将反应精馏塔精馏段的第二出料口采出的甲醇和水的混合物经第二分支管路通入甲醇回收塔的第三进料口以实现甲醇和水的分离，从而在甲醇回收塔的塔底得到酯化产物水，在甲醇回收塔的塔顶得到甲醇蒸汽，然后将甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口重新参与酯化反应，从而进一步提高甲醇的利用率，同时使设备更加节能。

S104：在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口；将所述第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到酯化产物水。其中，所述甲醇回收塔的操作压力为常压，所述甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，所述第二冷凝器的回流比为0.88～1；所述甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，再沸蒸汽比为1.86～4.96。甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，因为常压下甲醇的沸点为64.5℃，从而确保塔顶排出的物流中几乎仅含有甲醇蒸汽；第二冷凝器的回流比为0.88～1，从而可以将甲醇回收塔塔顶气相中夹带的水尽可能回流至塔内，从而使经第三出料口循环至第一进料口的甲醇质量纯度更高；所述甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，再沸蒸汽比为1.86～4.96，从而使甲醇回收塔塔底排出的物流中几乎仅含有水蒸气。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，得到的第三出料口的甲醇的质量纯度大于等于99.9％，己二酸的转化率大于等于99.1％，己二酸二甲酯的质量纯度大于等于99.5％，其无需进一步精制，可以直接作为制备1，6-己二醇的原料使用；也就是说：本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，且得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例三

反应精馏塔为板式塔，总理论塔板数为34块(包括塔顶冷凝器)，反应精馏塔中催化剂为Amberlyst35离子树脂，其体积为塔板持液量的50％；控制第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为4:1，当理论塔板数从上往下数时，己二酸的进料位置为第22块理论塔板，甲醇进料位置为塔釜，所述第一冷凝器的回流比为1.49，操作压力为0.04MPa，精馏段的顶部温度为51.1℃，反应精馏塔的塔釜温度为173.5℃；侧线采出口设置于第5块理论塔板处，在第5块理论塔板处采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；甲醇回收塔为板式塔，操作压力为常压，理论塔板数33块(包括冷凝器与再沸器)，从第二分支管路得到的甲醇和水的混合物经泵加压后从甲醇回收塔的第27块理论塔板通入，第二冷凝器的回流比为1，再沸蒸汽比为1.86，甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口，即循环甲醇物流；将所述第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流的组成如表1所示。

表1实施例三中侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流组成的质量纯度

从表1中数据可以看出，产品己二酸二甲酯的质量纯度为99.8％，循环甲醇的质量纯度为99.91％，水的质量纯度为98.39％，此外，己二酸的转化率为99.59％。

实施例四

反应精馏塔为板式塔，总理论塔板数为37块(包括塔顶冷凝器)，反应精馏塔中催化剂为Amberlyst15离子树脂，其体积为塔板持液量的40％；控制第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为5:1，当理论塔板数从上往下数时，己二酸的进料位置为第25块理论塔板，甲醇进料位置为塔釜，所述第一冷凝器的回流比为1.08，操作压力为0.06MPa，精馏段的顶部温度为58.9℃，反应精馏塔的塔釜温度为181.3℃；侧线采出口设置于第8块理论塔板处，在第8块理论塔板处采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；甲醇回收塔为板式塔，操作压力为常压，理论塔板数35块(包括冷凝器与再沸器)，从第二分支管路得到的甲醇和水的混合物经泵加压后从甲醇回收塔的第29块理论塔板通入，第二冷凝器的回流比为0.95，再沸蒸汽比为2.64，甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口，即循环甲醇物流；将所述第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流的组成如表2所示。

表2实施例四中侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流组成的质量纯度

从表2中数据可以看出，产品己二酸二甲酯的质量纯度为99.8％，循环甲醇的质量纯度为99.92％，水的质量纯度为98％，此外，己二酸的转化率为99.46％。

实施例五

反应精馏塔为板式塔，总理论塔板数为38块(包括塔顶冷凝器)，反应精馏塔中催化剂为Amberlyst15离子树脂，其体积为塔板持液量的50％；控制第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为6:1，当理论塔板数从上往下数时，己二酸的进料位置为第26块理论塔板，甲醇进料位置为塔釜，所述第一冷凝器的回流比为0.8，操作压力为0.07MPa，精馏段的顶部温度为62.4℃，反应精馏塔的塔釜温度为184.8℃；侧线采出口设置于第9块理论塔板处，在第9块理论塔板处采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；甲醇回收塔为板式塔，操作压力为常压，理论塔板数37块(包括冷凝器与再沸器)，从第二分支管路得到的甲醇和水的混合物经泵加压后从甲醇回收塔的第31块理论塔板通入，第二冷凝器的回流比为0.93，再沸蒸汽比为3.41，甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，甲醇回收塔的塔釜温度为99.8℃，在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口，即循环甲醇物流；将所述第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流的组成如表3所示。

表3实施例五中侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流组成的质量纯度

从表3中数据可以看出，产品己二酸二甲酯的质量纯度为99.7％，循环甲醇的质量纯度为99.9％，水的质量纯度为97.52％，此外，己二酸的转化率为99.33％。

实施例六

反应精馏塔为板式塔，总理论塔板数为40块(包括塔顶冷凝器)，反应精馏塔中催化剂为DNW-1型强酸型阳离子交换树脂，其体积为塔板持液量的60％；控制第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为8:1，当理论塔板数从上往下数时，己二酸的进料位置为第28块理论塔板，甲醇进料位置为塔釜，所述第一冷凝器的回流比为0.62，操作压力为0.08MPa，精馏段的顶部温度为70.8℃，反应精馏塔的塔釜温度为192.1℃；侧线采出口设置于第11块理论塔板处，在第11块理论塔板处采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；甲醇回收塔为板式塔，操作压力为常压，理论塔板数40块(包括冷凝器与再沸器)，从第二分支管路得到的甲醇和水的混合物经泵加压后从甲醇回收塔的第35块理论塔板通入，第二冷凝器的回流比0.88，再沸蒸汽比为4.96，甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口，即循环甲醇物流；将所述第四出料口得到的废水物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流的组成如表4所示。

表4实施例六中侧线采出口采出物流、循环甲醇物流及废水物流组成的质量纯度

从表4中数据可以看出，产品己二酸二甲酯的质量纯度为99.5％，循环甲醇的质量纯度为99.9％，水的质量纯度为96.6％，此外，己二酸的转化率为99.1％。

当然，除了实施例三至实施例六列举的情况，第二进料口的己二酸和第一进料口的甲醇的其他摩尔比，其他的反应精馏塔的精馏段的理论塔板数，反应精馏塔的侧线采出段的理论塔板数，反应精馏塔的反应段的理论塔板数，以及反应精馏塔的操作压力，反应精馏塔精馏段的顶部温度，反应精馏塔的塔釜温度，第一冷凝器的回流比，甲醇回收塔的塔顶温度，甲醇回收塔的塔底温度，第二冷凝器的回流比，再沸蒸汽比也是可以的；只是在实施例三至实施例六列举的情况下，己二酸二甲酯的质量纯度更高，己二酸的转化率更高；同时，设备投资及能耗更小。

本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备及方法，通过侧线采出设置，可使己二酸在反应精馏塔内几乎全部反应，得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；从而不需要进行预酯化反应且不需要额外的产品提纯塔；减少了反应釜的使用，简化了方法流程，有效的减少了设备投资及能耗。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种生产己二酸二甲酯的设备，其特征在于，包括：反应精馏塔，甲醇回收塔，第一冷凝器，第二冷凝器，加热器和再沸器；

所述反应精馏塔从下自上依次包括塔釜、反应段、侧线采出段和精馏段；所述塔釜的底部设置有第一出料口，所述精馏段的顶部设置有第二出料口；所述反应段自下至上依次设置有第一进料口和第二进料口，所述侧线采出段设置有侧线采出口；

所述甲醇回收塔的塔顶设置有第三出料口；所述甲醇回收塔的塔底设置有第四出料口，所述甲醇回收塔上设置有第三进料口，所述第三进料口位于所述第三出料口和所述第四出料口之间；

所述第一冷凝器的入口通过管路与所述第二出料口连接，所述第一冷凝器的出口包括第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路与所述精馏段的顶部连接，所述第二分支管路与所述第三进料口连接；所述第二冷凝器的入口通过管路与所述第三出料口连接，所述第二冷凝器的出口包括第三分支管路和第四分支管路，所述第三分支管路与所述甲醇回收塔的塔顶连接，所述第四分支管路与所述第一进料口连接；所述加热器的入口通过管路与所述第一出料口连接，所述加热器的出口通过管路与所述塔釜连接；所述再沸器的入口通过管路与所述第四出料口连接，所述再沸器的出口包括第五分支管路和第六分支管路，所述第五分支管路与所述甲醇回收塔的塔底连接，所述第六分支管路用于排出废水物流；

其中，所述反应精馏塔的精馏段的理论塔板数为3～8，所述反应精馏塔的侧线采出段的理论塔板数为17～22，所述反应精馏塔的反应段的理论塔板数为13～19。

2.根据权利要求1所述的生产己二酸二甲酯的设备，其特征在于，还包括混合器和泵：

所述混合器的入口分别与所述第二冷凝器的出口和第一进料管连接，所述混合器的出口与所述第一进料口连接；所述第三进料口设置于所述甲醇回收塔的下部，所述第一冷凝器的出口通过管路依次与所述泵连接，再与所述第三进料口连接。

3.根据权利要求1所述的生产己二酸二甲酯的设备，其特征在于，

所述反应精馏塔和所述甲醇回收塔均为板式塔。

4.一种生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的设备，包括以下步骤：

将甲醇从所述第一进料口加入，将己二酸从所述第二进料口加入，使甲醇和己二酸在所述反应段内的催化剂的作用下反应；

在所述侧线采出口采出己二酸二甲酯；将所述第一出料口的物流全部抽出，并经所述加热器加热后返回所述塔釜；将所述第二出料口采出的物流经所述第一冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏段的顶部回流，另一部分通过第二分支管路得到甲醇和水的混合物；

将所述甲醇和水的混合物通入所述第三进料口以实现甲醇和水的分离；

在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经第二冷凝器冷凝后一部分通过第三分支管路作为甲醇回收塔的塔顶回流，另一部分通过第四分支管路循环至第一进料口；将所述第四出料口得到的物流经再沸器加热后一部分通过第五分支管路作为甲醇回收塔的塔底回流，另一部分通过第六分支管路得到废水物流。

5.根据权利要求4所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

第一进料口的甲醇与第二进料口的己二酸的摩尔比为4:1～8:1。

6.根据权利要求4所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述催化剂为固体酸性树脂。

7.根据权利要求6所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述固体酸性树脂为DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、Amberlyst35离子交换树脂或Amberlyst15离子交换树脂中的任意一种，且所述DNW-1型强酸型阴离子交换树脂、所述Amberlyst35离子交换树脂或所述Amberlyst15离子交换树脂的体积为塔板持液量的40％～60％。

8.根据权利要求4-7任一项所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述反应精馏塔的操作压力为0.04～0.08MPa，所述精馏段的顶部温度为51.1～70.8℃，所述第一冷凝器的回流比为0.62～1.49；所述反应精馏塔的塔釜温度为173.5～192.1℃。

9.根据权利要求4-7任一项所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述甲醇回收塔的操作压力为常压，所述甲醇回收塔的塔顶温度为64.5℃，所述第二冷凝器的回流比为0.88～1；所述甲醇回收塔的塔底温度为99.8℃，再沸蒸汽比为1.86～4.96。