CN109942358A - 一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，所用系统包括羧酸高位槽、醇高位槽、酯化塔、精馏塔、醇缓冲罐、醇储罐、粗品酯精馏塔、回流罐和存储罐。在低沸点醇的酯化反应过程中，进入酯化塔提馏段中部的醇不断气化，与羧酸有机物充分传质传热，在固体酸床层催化下发生酯化反应，同时固体酸作为精馏传质传热介质，实现了醇、酸、酯的精馏和反应，反应生成的水从塔顶移出，粗品酯化物在塔釜得到并连续采出，在塔式设备中实现了连续生产和除水，提升产品收率和原料转化率，大幅度降低了成本。酯化塔塔顶带出的醇‑水混合物经精馏塔分离，塔顶采出乙醇，实现了醇循环利用。粗品酯化物经连续精馏塔最终实现了全工艺连续处理。
Description
技术领域
本发明属于精细化工合成工艺技术领域，具体涉及一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺。
背景技术
含羧酸有机物与醇类有机物的酯化反应是有机合成中重要反应，是合成酯类产品的主要方法，反应过程采用羧酸类有机物与醇在一定温度下，在催化剂的催化作用下发生酯化反应，同时酯化反应是一种可逆反应，反应具有平衡转化率，转化率较低，原料不能够完全反应，因此，工业上一般通过高温蒸馏，移除反应生成物中水，提升反应物转化率。
但对于低沸点醇类的酯化反应，如甲醇、乙醇，在蒸馏除水过程中，醇类原料会与水发生共沸，在移除水的同时原料醇类也蒸发出来，不能实现提高原料的转化率。
现有酯化工艺在反应釜中通过间歇式反应形式实现的，存在生产效率低成本高等问题，由于酯化反应时间较长，所以在反应器中的停留时间一般在几个小时，无法实现在反应器中实现连续反应。
现有采用浓硫酸作为催化剂酯化工艺中，采用氢氧化钠、氨水等无机碱中和反应后的残留的浓硫酸，反应后分出有机相进行精馏得到产品，反应过程通常采用间歇式处理方式，处理周期长，成本高。
发明内容
针对现有低沸点醇类酯化反应过程转化率低、无法实现连续化的问题，本发明提出了一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，它能够有效移除反应过程中生成的水，在酯化塔中实现了酯化反应的连续进行，提高了酯化反应转化率和收率，降低了生成成本和操作强度，并实现了后处理的连续化生产。
本发明的技术方案：
一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，包括羧酸高位槽、醇高位槽、酯化塔、精馏塔、醇缓冲罐、醇储罐、粗品酯精馏塔、回流罐和存储罐；
所述的酯化塔包括塔釜、精馏反应段和塔顶回流段，精馏反应段中设置有固体酸催化剂；
所述的羧酸高位槽中的羧酸经过泵打入至酯化塔的精馏反应段上部，所述的醇高位槽中的醇打入至酯化塔的精馏反应段中部，羧酸和醇在固体酸催化剂层中发生传质、传热和酯化反应；所述的羧酸高位槽和醇高位槽底部设置有流量控制仪表；酯化塔塔顶采出物料为醇-水混合物，经换热器预热，再经过回流罐一部分通入至精馏塔进行进一步精馏，另一部分回流至酯化塔塔顶；精馏后的醇经精馏塔塔顶采出，再经过回流罐，一部分精馏后的醇通入至醇缓冲罐后，再转入醇储罐中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽中循环使用；另一部分精馏后的醇经回流罐回流至精馏塔顶部；酯化塔塔底得到的酯化粗品直接进入粗品酯精馏塔，精馏后，从粗品酯精馏塔塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐一部分进入到存储罐中，另一部分回流至粗品酯精馏塔中。
本发明的有益效果是：本发明在低沸点醇的酯化反应过程中，进入酯化塔提馏段中部的醇不断气化，与羧酸充分传质传热，在固体酸床层催化下发生酯化反应，同时固体酸作为精馏传质传热介质，实现了醇、酸、酯的精馏和反应，反应生成的水从塔顶移出，粗品酯化物在塔釜得到并连续采出，在塔式设备中实现了连续生产和除水，提升产品收率和原料转化率，大幅度降低了成本。酯化塔塔顶带出的醇-水混合物进一步经精馏塔分离，塔顶采出乙醇，实现了醇循环利用。粗品酯化物经连续精馏塔最终实现了全工艺连续处理。
附图说明
图1是本发明型的系统示意图。
图中：1羧酸高位槽；2醇高位槽；3酯化塔；4精馏塔；5醇缓冲罐；6醇储罐；7粗品酯精馏塔；8回流罐；9存储罐。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，包括羧酸高位槽1、醇高位槽2、酯化塔3、精馏塔4、醇缓冲罐5、醇储罐6、粗品酯精馏塔7、回流罐8和存储罐9；
所述的酯化塔3包括塔釜、精馏反应段和塔顶回流段，精馏反应段中设置有固体酸催化剂；
所述的羧酸高位槽1中的羧酸经过泵打入至酯化塔3的精馏反应段上部，所述的醇高位槽2中的醇打入至酯化塔3的精馏反应段中部，醇高位槽2中的醇与羧酸高位槽1中的羧酸按照摩尔比为2:1-8:1混合，羧酸和醇在固体酸催化剂层中发生传质、传热和酯化反应；所述的羧酸高位槽1和醇高位槽2底部设置有流量控制仪表，酯化塔3塔底温度在65-120℃；酯化塔3塔顶采出物料为醇-水混合物，经换热器预热至40-70℃，再经过回流罐8，一部分醇通入至精馏塔4进行进一步精馏，另一部分醇回流至酯化塔3塔顶；精馏后的醇经精馏塔8塔顶采出，再经过回流罐8，一部分精馏后的醇通入至醇缓冲罐5后，再转入醇储罐6中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽2中循环使用；另一部分精馏后的醇经回流罐8回流至精馏塔4顶部；酯化塔3塔底得到的酯化粗品直接进入粗品酯精馏塔7，精馏后，从粗品酯精馏塔7塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐2一部分进入到存储罐9中，另一部分回流至粗品酯精馏塔7中。
所述的低沸点醇为甲醇或乙醇。
Claims (2)
1.一种固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，其特征在于，所述的固体酸催化低沸点醇酯化的连续系统包括羧酸高位槽(1)、醇高位槽(2)、酯化塔(3)、精馏塔(4)、醇缓冲罐(5)、醇储罐(6)、粗品酯精馏塔(7)、回流罐(8)和存储罐(9)；
所述的酯化塔(3)包括塔釜、精馏反应段和塔顶回流段，精馏反应段中设置有固体酸催化剂；
所述的羧酸高位槽(1)中的羧酸经过泵打入至酯化塔(3)的精馏反应段上部，所述的醇高位槽(2)中的醇打入至酯化塔(3)的精馏反应段中部，醇高位槽(2)中的醇与羧酸高位槽(1)中的羧酸的摩尔比为2:1-8:1，羧酸、醇在固体酸催化剂层中发生传质、传热和酯化反应；所述的羧酸高位槽(1)和醇高位槽(2)底部设置有流量控制仪表，酯化塔(3)塔底温度在65-120℃；酯化塔(3)塔顶采出物料为醇-水混合物，经换热器预热至40-70℃，再经过回流罐(8)，一部分醇通入至精馏塔(4)进行进一步精馏，另一部分醇回流至酯化塔(3)塔顶；精馏后的醇经精馏塔8塔顶采出，再经过回流罐(8)，一部分精馏后的醇通入至醇缓冲罐(5)后，再转入醇储罐(6)中，提纯后的乙醇再次打入醇高位槽(2)中循环使用；另一部分精馏后的醇经回流罐(8)回流至精馏塔(4)顶部；酯化塔(3)塔底得到的酯化粗品直接进入粗品酯精馏塔(7)，精馏后，从粗品酯精馏塔(7)塔顶得到酯化产品；酯化产品经过回流罐2一部分进入到存储罐(9)中，另一部分回流至粗品酯精馏塔(7)中。
2.根据权利要求1所述的固体酸催化低沸点醇连续酯化工艺，其特征在于，所述的低沸点醇为甲醇或乙醇。
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2019
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