CN106242970A - 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，汽提塔，冷凝器，冷却器，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；所述精馏段的塔侧壁设置有第一侧线采出口和第二侧线采出口。本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备及方法，通过两股侧线采出设置，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。

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，以通过两股侧线采出设置，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；减少反应釜的使用，简化方法流程，有效减少设备投资及能耗。

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，汽提塔，冷凝器，冷却器，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；精馏段的塔侧壁自下而上依次设置有第一侧线采出口和第二侧线采出口；汽提塔的塔顶设置有第三出料口，汽提塔的塔底设置有第四出料口，汽提塔上设置有第三进料口，第三进料口通过管路与第二侧线采出口连接，第三进料口位于第三出料口和第四出料口之间；冷凝器的入口通过管路与第二出料口连接，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，第二分支管路与第一进料口连接；冷却器的入口通过管路与第三出料口连接，冷却器的出口通过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，再沸器的出口与汽提塔的塔底连接。

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；第二侧线采出口用于采出未反应的甲醇和水的混合物；将第二侧线采出口得到的未反应的甲醇和水的混合物通过第三进料口进入汽提塔，在汽提塔中实现甲醇与水的分离，从而在第三出料口得到甲醇蒸汽；在汽提塔塔底的第四出料口得到酯化产物水。第一侧线采出口得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；汽提塔塔底的第四出料口得到的水的质量纯度大于等于99.2％。第二侧线采出口和第一侧线采出口的设置，可以及时将反应过程中产生的己二酸二甲酯，甲醇和水的混合物移除，从而促进酯化反应的进行；反应精馏塔塔顶的第二出料口得到部分过量的甲醇，从而避免进入汽提塔的物流流量过大，造成汽提塔能耗增大的问题；同时，第二出料口采出的物流主要成分为未反应的甲醇，将第二出料口采出的物流经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返回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；将第三出料口得到的甲醇经冷却器冷却后循环至第一进料口重新参加酯化反应，即将汽提塔塔顶得到的甲醇循环至反应精馏塔循环利用，可以使甲醇利用的更加充分，加热器通过管路与第一出料口连接，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；再沸器的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口与汽提塔的塔底连接，从而将第四出料口采出的物流一部分经再沸器加热后作为汽提塔的塔底回流，另一部分采出酯化产物水。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备，通过两股侧线采出设置，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：混合器的入口分别与冷凝器的出口、冷却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。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔为板式塔或填料塔；汽提塔为板式塔或填料塔。

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：将甲醇从第一进料口加入，将己二酸从第二进料口加入，使甲醇和己二酸在反应段内的催化剂的作用下反应；在第二出料口采出部分未反应的甲醇，经冷凝器冷凝后一部分通过第一分支管路作为精馏塔顶部回流，另一部分通过第二分支管路循环至第一进料口；将第一出料口的物流全部抽出，并经加热器加热后返回塔釜；在第一侧线采出口采出己二酸二甲酯；在第二侧线采出口采出未反应的甲醇和水的混合物；将甲醇和水的混合物通入第三进料口以实现甲醇和水的分离；在第三出料口得到甲醇蒸汽，将甲醇蒸汽经冷却器冷却后循环至第一进料口；将第四出料口得到的物流的一部分经再沸器加热后作为汽提塔的塔底回流，另一部分采出酯化产物水。

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；在反应精馏塔的塔顶采出部分未反应的甲醇，并经冷凝器冷凝后将其循环至反应精馏塔，可以避免后续进入汽提塔的未反应的甲醇和水的混合物的物流过大而造成汽提塔能耗增大的同时，提高了甲醇的利用率；将反应精馏塔塔底的物流全部抽出，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，从而提高己二酸和甲醇的利用率；在反应精馏塔的第一侧线采出口采出己二酸二甲酯，第二侧线采出口采出未反应的甲醇和水的混合物；第二侧线采出口和第一侧线采出口的设置，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；将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔以实现甲醇和水的分离，从而在汽提塔的塔底得到酯化产物水，在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，然后将甲醇蒸汽经冷却器冷却后循环至反应精馏塔使用，从而进一步提高甲醇的利用率。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，得到的酯化产物水的质量纯度大于等于99.2％，己二酸的转化率大于等于99.5％，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，通过两股侧线采出设置，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，有效减少了设备投资及能耗。

在本发明的进一步实施方式中，第二进料口的己二酸和第一进料口的甲醇的摩尔比为1:15～1:20。

在本发明的进一步实施方式中，催化剂为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。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔的总理论塔板数为20～35块；反应段的理论塔板数为6～18块；第二侧线采出口设置于第3～10块理论塔板之间，第一侧线采出口设置于第5～15块理论塔板之间。

在本发明的进一步实施方式中，汽提塔的理论塔板数为6～20块。

在本发明的进一步实施方式中，反应精馏塔的操作压力为0.4～1.4atm，精馏段的顶部温度为62～69℃，反应精馏塔的塔釜温度为100～110℃。

在本发明的进一步实施方式中，汽提塔的操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃。

本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备及方法，通过两股侧线采出设置，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。

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、汽提塔；3、冷凝器；4、冷却器；5、加热器；6、再沸器；

7、混合器；8、第一进料管；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、第一侧线采出口；109、第二侧线采出口；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)，汽提塔(2)，冷凝器(3)，冷却器(4)，加热器(5)和再沸器(6)；反应精馏塔(1)从下自上依次包括塔釜(101)、反应段(102)和精馏段(103)；塔釜的底部设置有第一出料口(104)，精馏段的顶部设置有第二出料口(105)；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)；精馏段的塔侧壁自下而上依次设置有第一侧线采出口(108)和第二侧线采出口(109)；汽提塔(2)的塔顶设置有第三出料口(201)；汽提塔的塔底设置有第四出料口(202)；汽提塔上设置有第三进料口(203)，第三进料口(203)通过管路与第二侧线采出口连接，第三进料口位于第三出料口和第四出料口之间；冷凝器(3)的入口通过管路与第二出料口连接，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，第二分支管路与第一进料口连接；冷却器(4)的入口通过管路与第三出料口连接，冷却器的出口通过管路与第一进料口连接；加热器(5)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(6)的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口与汽提塔的塔底连接。

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；第二侧线采出口用于采出未反应的甲醇和水的混合物；将第二侧线采出口得到的未反应的甲醇和水的混合物通过第三进料口进入汽提塔，在汽提塔中实现甲醇与水的分离，从而在第三出料口得到甲醇蒸汽；在汽提塔塔底的第四出料口得到酯化产物水。第一侧线采出口得到质量纯度大于等于99.5％的己二酸二甲酯；汽提塔塔底的第四出料口得到的水的质量纯度大于等于99.2％。第二侧线采出口和第一侧线采出口的设置，可以及时将反应过程中产生的己二酸二甲酯，甲醇和水的混合物移除，从而促进酯化反应的进行；反应精馏塔塔顶的第二出料口得到部分过量的甲醇，从而避免进入汽提塔的物流流量过大，造成汽提塔能耗增大的问题；冷凝器的入口通过管路与第二出料口连接，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，第二分支管路与第一进料口连接；第二出料口采出的物流主要成分为未反应的甲醇，将第二出料口采出的物流经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返回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；冷却器的入口通过管路与第三出料口连接，冷却器的出口通过管路与第一进料口连接，将第三出料口得到的甲醇经冷却器冷却后循环至第一进料口重新参加酯化反应，即将汽提塔塔顶得到的甲醇循环至反应精馏塔循环利用，可以使甲醇利用的更加充分；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；再沸器的入口通过管路与第四出料口连接，再沸器的出口与汽提塔的塔底连接，从而将第四出料口采出的物流一部分经再沸器加热后作为汽提塔的塔底回流，另一部分采出酯化产物水。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的设备，通过两股侧线采出设置，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。

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：混合器的入口分别与冷凝器的出口、冷却器的出口和第一进料管8连接，混合器的出口与第一进料口连接。

冷凝器的出口、冷却器的出口、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。

另外，反应精馏塔可以是板式塔，也可以是填料塔；汽提塔可以是板式塔，也可以是填料塔。选用板式塔或填料塔，使催化剂以填料形式装入填料塔或者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，第二进料口的己二酸和第一进料口的甲醇的摩尔比为1:15～1:20；所述催化剂为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；反应精馏塔的操作压力为0.4～1.4atm；反应精馏塔的总理论塔板数为20～35块；反应段的理论塔板数为6～18块。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；第二进料口的己二酸和第一进料口的甲醇的摩尔比为1:15～1:20，第一进料口的甲醇包括原料甲醇和从第二出料口经第二分支管路循环至第一进料口的甲醇以及从第三出料口循环至第一进料口的甲醇；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作酯化反应的催化剂，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；反应精馏塔的操作压力为0.4～1.4atm，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190℃以下，从而保证催化剂的热稳定性，防止催化剂高温失活。反应精馏塔的总理论塔板数为20～35块；反应段的理论塔板数为6～18块；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。

S102：在所述第二出料口采出部分未反应的甲醇，经所述冷凝器冷凝后一部分通过所述第一分支管路作为精馏塔顶部回流，另一部分通过第二分支管路循环至所述第一进料口；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；在所述第一侧线采出口采出己二酸二甲酯；在所述第二侧线采出口采出未反应的甲醇和水的混合物。其中，精馏段的顶部温度为62～69℃，反应精馏塔的塔釜温度为100～110℃。第二侧线采出口设置于第3～10块理论塔板之间，所述第一侧线采出口设置于第5～15块理论塔板之间。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62～69℃，从而确保塔顶排出的物流中几乎仅含有甲醇蒸汽；在反应精馏塔的塔顶采出部分未反应的甲醇，并经冷凝器冷凝后将其循环至反应精馏塔，可以避免后续进入汽提塔的未反应的甲醇和水的混合物的物流过大而造成汽提塔能耗增大的同时，提高了甲醇的利用率；反应精馏塔的塔底温度为100～110℃，从而确保反应产物均可回流至反应精馏塔的反应段。将反应精馏塔塔底的物流全部抽出，经加热器加热后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；在反应精馏塔的第一侧线采出己二酸二甲酯，第二侧线采出未反应的甲醇和水的混合物；第二侧线采出和第一侧线采出的设置，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；第二侧线采出口设置于第3～10块理论塔板之间，所述第一侧线采出口设置于第5～15块理论塔板之间；采用这样的理论塔板数设置，可以使得到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。

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。将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔以实现甲醇和水的分离，从而在汽提塔的塔底得到酯化产物水，在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，然后将甲醇蒸汽经冷却器冷却后循环至反应精馏塔使用，从而进一步提高甲醇的利用率。

S104：在所述第三出料口得到甲醇蒸汽，将所述甲醇蒸汽经冷却器冷却后循环至第一进料口；将所述第四出料口得到的废水物流的一部分经所述再沸器加热后作为汽提塔的塔底回流，另一部分采出酯化产物水。其中，汽提塔的操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃，汽提塔的理论塔板数为6～20块。汽提塔塔顶温度设置为72.2℃，汽提塔塔底温度设置为100.7℃，因为常压下甲醇的沸点为64.5℃，水的沸点为100℃，从而确保塔顶排出的物流中几乎仅含有甲醇蒸汽；塔底排出的物流中几乎仅含有水蒸汽；汽提塔的理论塔板数为6～20块，采用这样的理论塔板数设置，可以使汽提塔内的甲醇和水充分分离，从而在第三出料口得到质量纯度更高的甲醇。

采用本发明提供的生产己二酸二甲酯的方法，得到的酯化产物水的质量纯度大于等于99.2％，己二酸的转化率大于等于99.5％，己二酸二甲酯的质量纯度大于等于99.5％，得到的己二酸二甲酯无需进一步精制，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，通过两股侧线采出设置，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

反应精馏塔中催化剂为DNW-1型强酸型阴离子交换树脂，将己二酸和甲醇以1：15的摩尔比分别从反应精馏塔的第二进料口和第一进料口加入；从反应精馏塔的第二出料口采出部分甲醇并循环至反应精馏塔继续参与反应，将塔底物流全部抽出，经过加热器加热后返回塔釜；在反应精馏塔的第一侧线采出己二酸二甲酯；在反应精馏塔的第二侧线采出未反应的甲醇和水的混合物；反应精馏塔为板式塔，总理论板数为20块，反应段理论板数为6块，第二侧线的采出位置为第3块理论板，第一侧线的采出位置为第5块理论板，反应精馏塔的操作压力为0.4atm，反应精馏塔精馏段的顶部温度为62℃，反应精馏塔的塔釜温度为100℃；将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔进行分离，从而在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，将其经过冷却器冷却后循环至反应精馏塔重新参与反应；在汽提塔的塔底得到酯化产物水；汽提塔为板式塔，操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃，汽提塔的理论塔板数为6块。第一侧线采出物流与汽提塔塔底物流的组成如表1所示。

表1实施例三中第一侧线采出物流与汽提塔塔底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99.5％，水的质量纯度为99.2％；此外，己二酸的转化率为99.5％。

实施例四

反应精馏塔中催化剂为Amberlyst35离子交换树脂，将己二酸和甲醇以1：18的摩尔进料比分别从反应精馏塔的第二进料口和第一进料口加入；从反应精馏塔的第二出料口采出部分甲醇并循环至反应精馏塔继续参与反应，将塔底物流全部抽出，经过加热器加热后返回塔釜；在反应精馏塔的第一侧线采出己二酸二甲酯；在反应精馏塔的第二侧线采出未反应的甲醇和水的混合物；反应精馏塔为板式塔，总理论板数为25块，反应段理论板数为12块，第二侧线的采出位置为第6块理论板，第一侧线的采出位置为第11块理论板，反应精馏塔的操作压力为1.0atm，反应精馏塔精馏段的顶部温度为65℃，反应精馏塔的塔釜温度为106℃；将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔进行分离，从而在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，将其经过冷却器冷却后循环至反应精馏塔重新参与反应；在汽提塔的塔底得到酯化产物水；汽提塔为填料塔，操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃，汽提塔的理论塔板数为14块。第一侧线采出物流与汽提塔塔底物流的组成如表2所示。

表2实施例四中第一侧线采出物流与汽提塔塔底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99.55％，水的质量纯度为99.3％；此外，己二酸的转化率为99.6％。

实施例五

反应精馏塔中催化剂为Amberlyst15离子交换树脂，将己二酸和甲醇以1：20的摩尔进料比分别从反应精馏塔的第二进料口和第一进料口加入；从反应精馏塔的第二出料口采出部分甲醇并循环至反应精馏塔继续参与反应，将塔底物流全部抽出，经过加热器加热后返回塔釜；在反应精馏塔的第一侧线采出己二酸二甲酯；在反应精馏塔的第二侧线采出未反应的甲醇和水的混合物；反应精馏塔为填料塔，总理论板数为35块，反应段理论板数为18块，第二侧线的采出位置为第10块理论板，第一侧线的采出位置为第15块理论板，反应精馏塔的操作压力为1.4atm，反应精馏塔精馏段的顶部温度为69℃，反应精馏塔的塔釜温度为110℃；将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔进行分离，从而在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，将其经过冷却器冷却后循环至反应精馏塔重新参与反应；在汽提塔的塔底得到酯化产物水；汽提塔为填料塔，操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃，汽提塔的理论塔板数为20块。第一侧线采出物流与汽提塔塔底物流的组成如表3所示。

表3实施例五中第一侧线采出物流与汽提塔塔底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99.6％，水的质量纯度为99.4％；此外，己二酸的转化率为99.7％。

实施例六

反应精馏塔中催化剂为Amberlyst15离子交换树脂，将己二酸和甲醇以1：20的摩尔进料比分别从反应精馏塔的第二进料口和第一进料口加入；从反应精馏塔的第二出料口采出部分甲醇并循环至反应精馏塔继续参与反应，将塔底物流全部抽出，经过加热器加热后返回塔釜；在反应精馏塔的第一侧线采出己二酸二甲酯；在反应精馏塔的第二侧线采出未反应的甲醇和水的混合物；反应精馏塔为填料塔，总理论板数为35块，反应段理论板数为18块，第二侧线的采出位置为第10块理论板，第一侧线的采出位置为第15块理论板，反应精馏塔的操作压力为1.4atm，反应精馏塔精馏段的顶部温度为68℃，反应精馏塔的塔釜温度为108℃；将第二侧线采出的未反应的甲醇和水的混合物通入汽提塔进行分离，从而在汽提塔的塔顶得到甲醇蒸汽，将其经过冷却器冷却后循环至反应精馏塔重新参与反应；在汽提塔的塔底得到酯化产物水；汽提塔为填料塔，操作压力为常压，汽提塔的塔顶温度为72.2℃，汽提塔的塔底温度为100.7℃，汽提塔的理论塔板数为20块。第一侧线采出物流与汽提塔塔底物流的组成如表4所示。

表4实施例4中第一侧线采出物流与汽提塔塔底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99.53％，水的质量纯度为99.4％；此外，己二酸的转化率为99.65％。

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总理论塔板数，反应段的理论塔板数，第二侧线采出口的位置，第一侧线采出口的位置，汽提塔的理论塔板数，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，反应精馏塔的塔底温度，汽提塔的塔顶温度，汽提塔的塔底温度也是可以的；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，水的质量纯度更高，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，通过两股侧线采出设置，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。

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 (10)

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，汽提塔，冷凝器，冷却器，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；所述精馏段的塔侧壁自下而上依次设置有第一侧线采出口和第二侧线采出口；

所述汽提塔的塔顶设置有第三出料口，所述汽提塔的塔底设置有第四出料口，所述汽提塔上设置有第三进料口，所述第三进料口通过管路与所述第二侧线采出口连接，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；

所述冷凝器的入口通过管路与所述第二出料口连接，所述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一进料口连接；所述冷却器的入口通过管路与所述第三出料口连接，所述冷却器的出口通过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，所述再沸器的出口与所述汽提塔的塔底连接。

2.根据权利要求1所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，还包括混合器：

所述混合器的入口分别与所述冷凝器的出口、所述冷却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。

3.根据权利要求2所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述反应精馏塔为板式塔或填料塔；所述汽提塔为板式塔或填料塔。

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；

在所述第二出料口采出部分未反应的甲醇，经所述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循环至所述第一进料口；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；在所述第一侧线采出口采出己二酸二甲酯；在所述第二侧线采出口采出未反应的甲醇和水的混合物；

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，将所述甲醇蒸汽经冷却器冷却后循环至第一进料口；将所述第四出料口得到的物流的一部分经所述再沸器加热后作为汽提塔的塔底回流，另一部分采出酯化产物水。

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，

第二进料口的己二酸和第一进料口的甲醇的摩尔比为1:15～1:20。

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。

7.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，

所述反应精馏塔的总理论塔板数为20～35块；所述反应段的理论塔板数为6～18块；所述第二侧线采出口设置于第3～10块理论塔板之间，所述第一侧线采出口设置于第5～15块理论塔板之间。

8.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，

所述汽提塔的理论塔板数为6～20块。

9.根据权利要求4-8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0.4～1.4atm，所述精馏段的顶部温度为62～69℃，所述反应精馏塔的塔釜温度为100～110℃。

10.根据权利要求4-8任一项所述的生产己二酸二甲酯的方法，其特征在于，

所述汽提塔的操作压力为常压，所述汽提塔的塔顶温度为72.2℃，所述汽提塔的塔底温度为100.7℃。