CN111548290A - 一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法及反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯‑5‑磺酸钠的方法及装置，该方法包括以下步骤：将乙二醇、间苯二甲酸‑5‑磺酸钠、防醚剂混合搅拌均匀，得浆料；将所得浆料持续输送酯化反应塔进行酯化反应，得间苯二甲酸双羟乙酯‑5‑磺酸钠。本发明的有益效果为：本发明所述间苯二甲酸双羟乙酯‑5‑磺酸钠的生产方法以间苯二甲酸‑5‑磺酸钠和乙二醇为原料采用直接酯化的方法进行生产，酯化过程采用酯化反应塔，使物料处于平推流状态，避免物料反混，提高了间苯二甲酸‑5‑磺酸钠的酯化率，酯化率可达90％‑98％，优化了产物间苯二甲酸双羟乙酯‑5‑磺酸钠的质量，提高了产品的稳定性，且该生产方法的副产物为水，大大减少了对环境的污染。

Description

一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法及反应 系统

技术领域

本发明属于改性聚酯生产技术领域，具体涉及一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法及装置。

背景技术

聚酯改性三单体，间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)为生产阳离子可染聚酯(CDP)、易染阳离子可染聚酯(ECDP)及抗起球聚酯的单体。外观为：淡黄色透明粘稠液体。间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠作为改性剂参入共聚制得的阳离子涤纶熔点比普通涤纶低，它的结晶度比普通涤纶低，从而使染料分子易于渗透，使得纤维容易染色，吸色率提高，吸湿性也得到相应提高。

传统SIPE的生产工艺是通过间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)和乙二醇(EG)经酯交换反应制成，因酯交换反应是可逆平衡反应，固该生产工艺的酯交换反应产物中不仅含有SIPE，也含有单酯交换产物间苯二甲酸甲羟乙酯-5磺酸钠(SIPME)，此外，还含有部分未参加反应的SIPM，即酯交换率是SIPE制备工艺中重要的考察指标。现有的合成反应中，酯化率普遍低于50％，较为常见的是在30％左右。

在传统SIPM制备SIPE生产工艺中，酯交换反应酯交换率过高，所得SIPE易发生自聚，这样在制备阳离子染料可染型涤纶过程易导致物料中凝聚粒子升高，过滤器、纺丝组件等使用周期缩短；酯交换率过低，会导致甲醇残留增多，导致物料在加到高温聚合体系中后，甲醇爆沸积在釜壁上，使体系中产生黑色异物，导致产品外观颜色变深、性能变差；此外，传统SIPM制备SIPE生产工艺中，会产生有害气体甲醇。

正如现有文献(例如“间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)制备工艺研究”，杨崇岭等，《印染助剂》，第29卷第9期，2012年9月)所记载的，现有技术中的合成方法，均采用SIPM和EG为原料，在催化剂醋酸锌的作用下，进行酯化反应，得到产物SIPE和副产物甲醇。其酯交换率仅为70％左右，并且无法适应大规模的连续化生产。

综上所述，提供一种更高酯交换率、并且能够适应大规模连续化生产来提供SIPE的合成方法及装置，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决前述技术问题，本发明提供一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法及反应系统。本发明的合成方法，不需要采用催化剂，并且所得副产物为水，相比于现有技术的方法(酯化率通常在70％以下)，本发明方法具有更高的酯交换率(酯化率达到90％以上，优选为90-98％)，能够实现为后续反应连续供应SIPE的技术效果，能够实现聚酯加工行业全线自动化、连续作业的发展目标。

本发明针对传统的间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠(SIPM)与乙二醇(EG)酯交换生产间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠(SIPE)工艺的不足，找到了新的反应合成路线。

本发明提供一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，包括以下步骤：

(1)将乙二醇、间苯二甲酸-5-磺酸钠、防醚剂混合搅拌均匀，得浆料；

(2)将步骤(1)所得浆料持续输送到酯化反应塔进行酯化反应，得间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠；

反应化学式为：

进一步地，步骤(1)中，所述间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:20-1:5，优选地，所述间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:10。

进一步地，步骤(1)中，所述防醚剂与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为1:2000-1:100，优选地，所述防醚剂与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为1:500。

进一步地，步骤(1)中，所述防醚剂为醋酸锌、醋酸钾、醋酸钠的一种或其混合物。

进一步地，步骤(1)中，搅拌温度为20-130℃，在此条件下的搅拌时间为30-60min。

进一步地，步骤(2)中，浆料的输入量＝酯化反应塔物料输出量+副产物采出量，通过这样的方式保证保证酯化反应塔内部的物料量稳定来，从而实现连续生产；酯化反应塔中所含物料的总质量与酯化反应塔物料输出流量的比值为反应停留时间；酯化反应塔内酯化反应的温度为150-200℃，压力为0MPa～0.5MPa，在此条件下的反应停留时间为1.5-2.5h。

本发明还提供一种实施连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的反应系统，本发明的合成方法，结合本发明为该方法特别定制的反应系统(尤其是酯化反应塔)，从而实现了，包括打浆罐、酯化反应塔、分离塔；

所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔位于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通，将来自所述酯化反应塔顶部的物料进行分离和收集。

进一步地，还包括浆料供应罐，其中，所述浆料供应罐的进料口位于所述浆料供应罐的顶部，所述浆料供应罐的进料口与位所述打浆罐的底部的出料口通过管道连通；

所述浆料供应罐的出料口位于所述浆料供应罐的底部，所述浆料供应罐的出料口与位于所述酯化反应塔上部的进料口通过管道连通；连通所述打浆罐的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵；

所述第一浆料输送泵设置于所述浆料供应罐与所述酯化反应塔之间的管道上。

进一步地，还包括酯化加热器，所述酯化加热器的进料口位于所述酯化加热器的底部，所述酯化加热器的进料口与位于所述打浆罐底部的出料口通过管道连通，将来自所述打浆罐的浆料加热后，再通过位于所述酯化加热器顶部的出料口与位于所述酯化反应塔上部的进料口通过管道连通，将所述浆料输送到所述酯化塔反应器，进行酯化反应。

进一步地，还包括酯化加热器，所述酯化加热器的进料口位于所述酯化加热器的底部，所述酯化加热器的进料口与位于所述浆料供应罐底部的出料口通过管道连通，将来自所述浆料供应罐的浆料加热后，再通过位于所述酯化加热器顶部的出料口与位于所述酯化反应塔上部的进料口通过管道连通，将所述浆料输送到所述酯化塔反应器，进行酯化反应。

进一步地，还包括馏分罐，所述分离塔的顶部与馏分罐通过管道连通，所用于将所述分离塔中得到的液相组分收集。

在一个优选地实施方式中，所述酯化反应塔包括：位于底部的釜式反应器，和位于所述釜式反应器上部的塔式反应器，其中，所述釜式反应器的上部与所述塔式反应器的下部连接；

所述釜式反应器内部设置有嵌套式的反应腔室，包括，位于所述釜式反应器底部中心位置通过反应内室壁围成的内腔室，和罩于所述内腔室上部、通过反应外室壁围成的外腔室；其中，所述内腔室、外腔室以及所述釜式反应器的内部空间为连通状态，反应物料能够通过折流的方式在各腔室内部流转；

所述塔式反应器包括连中心轴径向方向设置的若干层折流板、位于中心轴的脱气管；所述脱气管的管体上设置有若干气孔，相邻的折流板一层固定于所述塔式反应器的内壁上，另一层固定于所述脱气管的外壁。

进一步地，所述内腔室底部设有出料口。

进一步地，所述塔式反应器的头部侧壁上设有进料口。

优选地，所述脱气塔顶部设有排气口，所述反应外室顶部设有竖直向上的排气管，所述排气管的出口正对所述脱气管的进气口。

优选地，所述釜式反应器的侧壁上设有排气口，所述反应外室顶部设有弯曲的排气管，所述排气管的出口正对所述釜式反应器上的排气口。

进一步地，所述脱气塔外壁上设有加热装置，在所述加热装置内流通有热介质。

通过研究发现，直接采用SSIPA与EG进行全混连续酯化反应的酯交换率较低，所得产品酯化率很难达到90％以上，是现有合成方法存在的技术瓶颈。本发明通过持续不断的研究发现，在酯化反应过程中，反应物料如果处于平推流状态，能够有效的提高产品的酯化率，使产物的品质得到改善、得到高酯化率的SIPE产物。

本发明提供一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，包括将间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇，在不加催化剂的条件下，进行连续酯化反应，实现目标产物间苯二甲酸-5-磺酸钠的连续化采出，酯化率达到90％-98％。本发明通过全新的合成反应路线，配合本发明特定的酯化反应塔，在反应过程中，保持在所述酯化反应塔内的物料通过平推流的方式进行反应，使得进入塔内的物料先进、先反应、先出，后进、后反应、后出。相比于现有技术中的酯化反应状态来说，反应器内持续不断的有新物料进入，极大降低反应器内的平均酯化率，影响反应效率和原料的利用率。而本发明由于采用结构特殊的酯化反应塔，其利用平推流的原理，使反应器内的物料按照进入的先后顺序无师分别进行反应和产物的采出，使得整体的酯化率大大提升，远超过现有技术的酯化率，达到90％-98％。

在另一个优选的实施方式中，本发明所述的方法包括如下步骤：

步骤(1)：将原料间苯二甲酸-5-磺酸钠、乙二醇和防醚剂混合均匀，进行打浆，得到物料A；任选地，当存在浆料供应罐时，所述物料A进入所述浆料供应罐进行储备，以便为后续预酯化反应提供持续的物料供应；

步骤(2)：将所述物料A输送到酯化反应塔，在反应温度150-200℃、反应压力为0-0.5MPa(表压)、反应停留时间为1.5-2.5h的条件下，进行预酯化反应，得到酯化反应物料。

进一步地，步骤(1)中，间苯二甲酸-5-磺酸钠和乙二醇的摩尔比为1:20-1：5。

进一步地，步骤(1)中，防醚剂和间苯二甲酸-5-磺酸钠质量比为1:2000-1:100。具体地，在本发明中，防醚剂的作用是抑制副反应(即乙二醇醚化生成二甘醇的反应)，因此，同时也会降低主反应(即SSIPA与EG的酯化反应)的反应速率，其作用原理与现有技术中的催化剂作用效果正好相反。本发明在不使用催化剂的情况下，通过对合成方法和反应器结构的调整，通过酯化反应塔中设计的结构使得反应器中的物料处于平推流的状态，避免了新加入物料混合导致的稀释反应物浓度的问题，因此能够保证在不加入催化剂的情况下，反而实现了更高的酯化率和反应效率，是体现本发明创新性的突出技术点。其中，酯化率的计算公式如下：

A％＝(X₀-X)/X₀，式中X₀———酯化反应起始状态时，物料的初始酸值；X———反应在某一时刻时，物料的酸值。

进一步地，所述防醚剂为醋酸锌、醋酸钾和/或醋酸钠。具体地，所述防醚剂可以是固体随SSIPA投入，也可以用EG调配为质量浓度范围2％～6％的溶液加入。

进一步地，步骤(2)中，酯化反应产物中，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为90-98％。

本发明还提供一种实施前述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的反应系统，包括打浆罐、酯化反应塔、分离塔；

所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通；在一个优选地实施方式中，连通所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；

所述分离塔的进料管连接于所述酯化反应塔的顶部，将来自所述酯化反应塔顶部的物料进行分离和收集；在一个优选地实施方式中，所述分离塔的上方出口还连接有馏分罐，所述馏分罐的出口管道与所述酯化反应塔的进口管道连接，将回收的馏分回收利用。

进一步地，所述反应系统还包括浆料供应罐，所述浆料供应罐位于所述打浆罐和所述酯化反应塔中间的管道上，用于提供打浆后的物料的储存和为所述酯化反应塔连续提供反应物料，维持整体反应体系的连续化进行。

在一个优选地实施方式中，所述浆料供应罐的进料口位于所述浆料供应罐的顶部，所述浆料供应罐的进料口与位所述打浆罐的底部的出料口通过管道连通；所述浆料供应罐的出料口位于所述浆料供应罐的底部，所述浆料供应罐的出料口与位于所述酯化反应塔上部的进料口通过管道连通。

在另一个优选地实施方式中，连通所述打浆罐的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵。

进一步地，所述反应系统还包括酯化加热器，所述酯化加热器的进料口位于所述酯化加热器的底部，所述酯化加热器的进料口与位于所述打浆罐(或浆料供应罐)底部的出料口通过管道连通，将来自所述打浆罐(或浆料供应罐)的浆料加热后，再通过位于所述酯化加热器顶部的出料口与位于所述酯化反应塔上部的进料口通过管道连通，将所述浆料输送到所述酯化塔反应器，进行酯化反应。

进一步地，所述反应系统还包括馏分罐，所述分离塔的顶部与馏分罐通过管道连通。

进一步地，所述酯化反应塔，包括：位于底部的釜式反应器，和位于所述釜式反应器上部的塔式反应器，其中，所述釜式反应器的上部与所述塔式反应器的下部连接；

所述釜式反应器内部设置有嵌套式的反应腔室，包括，位于所述釜式反应器底部中心位置通过反应内室壁围成的内腔室，和罩于所述内腔室上部、通过反应外室壁围成的外腔室；其中，所述内腔室、外腔室以及所述釜式反应器的内部空间为连通状态，反应物料能够通过折流的方式在各腔室内部流转；

所述塔式反应器包括连中心轴径向方向设置的若干层折流板、位于中心轴的脱气管；所述脱气管的管体上设置有若干气孔，相邻的折流板一层固定于所述塔式反应器的内壁上，另一层固定于所述脱气管的外壁。

本发明中的酯化反应塔，采用夹套结构，采用有机热载体对所述酯化反应塔进行加热，所述酯化反应塔从上到下，可分为两段、三段、四段或五段式分别加热。其中，塔式反应器部分的加热段分布为1-3段，其他部分分布在釜式反应器的加热段。

进一步的，所述内腔室底部设有出料口。

进一步的，所述酯化反应塔的头部侧壁上设有进料口。

优选的，所述脱气塔顶部设有排气口，所述反应外室顶部设有竖直向上的排气管，与所述分离塔相连，将待处理的气相物料输送到所述分离塔。

本发明的酯化反应过程中，在所述酯化反应塔内，在所述塔式反应器内部，每层塔板形成的塔盘中，物料的停留时间为2.0-5.0分钟，物料在所述塔式反应器内部整体的停留时间为1.0-2.0小时，在所述釜式反应器内部的停留时间为0.5-1.0小时。

为保证反应的持续进行，需按照设定的流量持续向酯化反应塔中加入反应物料，经过酯化反应塔酯化得间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠溶液。

在一个优选地实施方式中，所述浆料供应罐为带有搅拌装置的罐体，浆料供应罐的设置是为了方便浆料的储存，以保证所述酯化反应塔中酯化反应的连续进行。所述浆料供应罐带有搅拌装置，是为了保证所储存浆料始终处于混合均匀的状态，更加有利于后续酯化反应的进行。

进一步地，还包括馏分罐，所述分离塔的顶部与馏分罐通过管道连通。

在另一个优选地实施方式中，连通所述打浆罐(或所述浆料供应罐)与所述酯化反应釜之间的管道为伴热管道，所述伴热管道是伴随物料输送管一起敷设的管道。即对需要保温的管道提供热量使其保持在设定的温度范围。更优选地，所述伴热管道用电伴热缠绕管道外壁，通电后保持设定的温度。在另一种实施方式中，所述伴热管道采用的方式为，对需要保温的管道采用夹套管，在夹套内通入热媒体，来满足工况环境的要求。

本发明的有益效果为：本发明所述间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的生产方法以间苯二甲酸-5-磺酸钠和乙二醇为原料采用直接酯化的方法进行生产，相对于传统的以SIPM、乙二醇为原料，采用酯交换法生产间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，本发明所述方法无需添加催化剂，且防醚剂的添加量相对较少，有效抑制凝聚粒子的生成，减少了成核中心，提高了间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率，酯化率可达90％-98％，优化了产物间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的质量，提高了产品的稳定性，且该生产方法的副产物为水，大大减少了对环境的污染。

本发明提供了一种持续、连续化生产间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的生产装置，优化了间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的生产工艺流程，提高了生产效率，降低了生产能耗及成本，有利于进行工厂大规模稳定地生产。

附图说明

图1为本发明反应系统的一个优选实施方式；

图2为分离塔的一个优选实施方式。

图中：1、打浆罐投料系统；2、打浆罐；3、第一浆料输送泵；4、酯化加热器；5、酯化反应塔；6、分离塔；7、产品输送泵；8、第二浆料输送泵；9、浆料供应罐；10、馏分罐。

具体实施方式

以下结合实施例对发明做详细的说明：

实施例1

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、酯化反应塔、分离塔；

所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，将乙二醇投入打浆罐中，在搅拌的条件下，向搅拌罐中依次加入间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:20，所加防醚剂醋酸锌与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为4:2000，搅拌温度为20℃的条件下混合搅拌60min得浆料；将所得浆料在第二浆料输送泵的作用下转移至浆料供应罐，再由第一浆料输送泵持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为200℃，压力为0.25MPa的条件下进行酯化反应2.5h，其中，物料流经酯化反应塔在塔式反应器段的停留时间为2h，在釜式反应器段的停留时间为0.5h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后进行收集，得到所述聚酯改性三单体产物，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为98％。

为保证酯化反应连续稳定进行，浆料供应罐容积为打浆罐容积的1.5倍，当浆料供应罐内浆料体积低于容积的三分之一时，启动打浆程序，制备得浆料并转移至浆料供应罐。酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：1028kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：1004kg/h，分离塔采出水24kg/h。

实施例2

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、酯化反应塔、分离塔；

所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，在搅拌的条件下持续将乙二醇、间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂投入打浆罐，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:15，所加防醚剂醋酸钠与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为1:2000，搅拌温度为110℃的条件下混合搅拌得浆料；将所得浆料在第一浆料输送泵的作用下持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为150℃，压力为0.5MPa的条件下进行酯化反应2h，其中，物料流经酯化反应塔的所述塔式反应器段的停留时间为1h，在所述釜式反应器段的停留时间为1h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后进行收集，得到所述聚酯改性三单体产物，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为92％。

为保证酯化反应连续稳定进行，酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：816.7kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：794.2kg/h，分离塔采出水22.6kg/h。

实施例3

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、浆料供应罐、酯化反应塔、分离塔；

所述浆料供应罐的进料口与打浆罐的出料口通过管道连通，所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵；连通所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，将乙二醇投入打浆罐中，在搅拌的条件下，向搅拌罐中依次加入间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:10，所加防醚剂醋酸钾与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为8:2000，搅拌温度为60℃的条件下混合搅拌60min得浆料；将所得浆料在第二浆料输送泵的作用下持续输送至浆料供应罐，储存在浆料供应罐内的浆料在第一浆料输送泵的作用下持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为180℃，压力为0MPa的条件下进行酯化反应1.5h，其中，物料流经酯化反应塔的所述塔式反应器段的停留时间为1h，在所述釜式反应器段的停留时间为0.5h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后进行收集，得到所述聚酯改性三单体产物，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为90％。

为保证酯化反应连续稳定进行，浆料供应罐容积为打浆罐容积的1.5倍，当浆料供应罐内浆料体积低于容积的三分之一时，启动打浆程序，制备得浆料并转移至浆料供应罐。酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：606kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：584kg/h，分离塔采出水22kg/h。

实施例4

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、浆料供应罐、酯化反应塔、分离塔；

所述浆料供应罐的进料口与打浆罐的出料口通过管道连通，所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵；连通所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，将乙二醇投入打浆罐中，在搅拌的条件下，向搅拌罐中依次加入间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:5，所加防醚剂醋酸钾与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为16:2000，搅拌温度为90℃的条件下混合搅拌60min得浆料；将所得浆料在第二浆料输送泵的作用下持续输送至浆料供应罐，储存在浆料供应罐内的浆料在第一浆料输送泵的作用下持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为180℃，压力为0.1MPa的条件下进行酯化反应2h，物料流经酯化反应塔的所述塔式反应器段的停留时间为1.5h，在所述釜式反应器段的停留时间为0.5h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后进行收集，得到所述聚酯改性三单体产物，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为93％。

为保证酯化反应连续稳定进行，浆料供应罐容积为打浆罐容积的1.5倍，当浆料供应罐内浆料体积低于容积的三分之一时，启动打浆程序，制备得浆料并转移至浆料供应罐。酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：395.4kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：372.6kg/h，分离塔采出水22.8kg/h。

实施例5

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、浆料供应罐、酯化反应塔、分离塔、馏分罐；

所述浆料供应罐的进料口与打浆罐的出料口通过管道连通，所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵；连通所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述预酯化釜酯化反应塔通过管道连通，所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔的顶部与馏分罐通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，将乙二醇投入打浆罐中，在搅拌的条件下，向搅拌罐中依次加入间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:18，所加防醚剂醋酸锌和醋酸钾的混合物与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为20:2000，在搅拌温度为30℃的条件下混合搅拌30min得浆料；将所得浆料在第二浆料输送泵的作用下持续输送至浆料供应罐，储存在浆料供应罐内的浆料在第一浆料输送泵的作用下持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为150℃，压力为0.3MPa的条件下进行预酯化反应2.5h，其中，物料流经酯化反应塔的所述塔式反应器段的停留时间为1.5h，在所述釜式反应器段的停留时间为1h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后收集至馏分罐，得到所述聚酯改性三单体产物，间苯二甲酸-5-磺酸钠的酯化率为93％。

为保证酯化反应连续稳定进行，浆料供应罐容积为打浆罐容积的2倍，当浆料供应罐内浆料体积低于容积的三分之一时，启动打浆程序，制备得浆料并转移至浆料供应罐。酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：945.3kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：922kg/h，分离塔采出水23.3kg/h。

实施例6

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的装置，包括打浆罐、酯化反应塔、分离塔、馏分罐；

所述打浆罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口通过管道连通，连通所述浆料供应罐的出料口与所述酯化反应塔的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵；所述分离塔与所述酯化反应塔通过管道连通，所述分离塔与所述酯化反应塔连接的管道连接于所述酯化反应塔的上方，所述分离塔的顶部与馏分罐通过管道连通；

一种反应精馏合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，在搅拌温度为130℃的条件下，将乙二醇、间苯二甲酸-5-磺酸钠和防醚剂投入打浆罐，且所加间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:12，所加防醚剂醋酸钾和醋酸钠的混合物与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为12:2000；所得浆料在第一浆料输送泵的作用下持续输送至酯化反应塔，在酯化温度为170℃，压力为0.4MPa的条件下进行酯化反应2.25h，物料流经酯化反应塔的所述塔式反应器段的停留时间为1.5h，在所述釜式反应器段的停留时间为0.75h；酯化反应所产生的副产物水经分离塔处理后，可收集至馏分罐，为保证酯化反应连续稳定进行，酯化反应塔的浆料输送流量为酯化反应塔物料的输出流量与分离塔塔顶采出量之和，浆料的输送流量为：691kg/h，酯化反应塔物料的输出流量为：667.6kg/h，分离塔采出水23.4kg/h。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将乙二醇、间苯二甲酸-5-磺酸钠、防醚剂混合搅拌均匀，得浆料；

(2)将步骤(1)所得浆料持续输送到酯化反应塔进行酯化反应，得间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠；

反应化学式为：

2.根据权利要求1所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述间苯二甲酸-5-磺酸钠与乙二醇的摩尔比为1:20-1:5。

3.根据权利要求1所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，所述防醚剂与所述间苯二甲酸-5-磺酸钠的质量比为1:2000-1:100。

4.根据权利要求1所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述防醚剂为醋酸锌、醋酸钾、醋酸钠的一种或其混合物。

5.根据权利要求1所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌温度为20-130℃，在此条件下的搅拌时间为30-60min。

6.根据权利要求1所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法，其特征在于，步骤(2)中，浆料的输入量＝酯化反应塔物料输出量+副产物采出量，通过这样的方式保证保证酯化反应塔内部的物料量稳定来，从而实现连续生产；酯化反应塔中所含物料的总质量与酯化反应塔物料输出流量的比值为反应停留时间；酯化反应塔内酯化反应的温度为150-200℃，压力为0MPa～0.5MPa，在此条件下的反应停留时间为1.5-2.5h。

7.一种实施权利要求1-6任一项所述的一种连续合成间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠的方法的反应系统，其特征在于，包括打浆罐(2)、酯化反应塔(5)、分离塔(6)；

所述打浆罐(2)的出料口与所述酯化反应塔(5)的进料口通过管道连通，连通所述打浆罐(2)的出料口与所述酯化反应塔(5)的进料口的管道上设置有第一浆料输送泵(3)；所述分离塔(6)位于所述酯化反应塔(5)的上方，所述分离塔(6)与所述酯化反应塔(5)通过管道连通，将来自所述酯化反应塔(5)顶部的物料进行分离和收集。

8.根据权利要求7所述的反应系统，其特征在于，还包括浆料供应罐(9)，其中，

所述浆料供应罐(9)的进料口位于所述浆料供应罐(9)的顶部，所述浆料供应罐(9)的进料口与位所述打浆罐(2)的底部的出料口通过管道连通；

所述浆料供应罐(9)的出料口位于所述浆料供应罐(9)的底部，所述浆料供应罐(9)的出料口与位于所述酯化反应塔(5)上部的进料口通过管道连通；

连通所述打浆罐(2)的出料口与所述浆料供应罐的进料口的管道上设置有第二浆料输送泵(8)；

所述第一浆料输送泵(3)设置于所述浆料供应罐(9)与所述酯化反应塔(5)之间的管道上。

9.根据权利要求7所述的反应系统，其特征在于，还包括酯化加热器(4)，所述酯化加热器(4)的进料口位于所述酯化加热器(4)的底部，所述酯化加热器(4)的进料口与位于所述打浆罐(2)底部的出料口通过管道连通，将来自所述打浆罐(2)的浆料加热后，再通过位于所述酯化加热器(4)顶部的出料口与位于所述酯化反应塔(5)上部的进料口通过管道连通，将所述浆料输送到所述酯化塔反应器，进行酯化反应。

10.根据权利要求8所述的反应系统，还包括酯化加热器(4)，所述酯化加热器(4)的进料口位于所述酯化加热器(4)的底部，所述酯化加热器(4)的进料口与位于所述浆料供应罐(9)底部的出料口通过管道连通，将来自所述浆料供应罐(9)的浆料加热后，再通过位于所述酯化加热器(4)顶部的出料口与位于所述酯化反应塔(5)上部的进料口通过管道连通，将所述浆料输送到所述酯化塔反应器，进行酯化反应。

11.根据权利要求7-10任一项所述的反应系统，其特征在于，还包括馏分罐(10)，所述分离塔(6)的顶部与所述馏分罐通过管道连通，用于将所述分离塔中得到的液相组分收集。

12.根据权利要求11所述的反应系统，其特征在于，所述酯化反应塔(5)包括：位于底部的釜式反应器，和位于所述釜式反应器上部的塔式反应器，其中，所述釜式反应器的上部与所述塔式反应器的下部连接；

所述釜式反应器内部设置有嵌套式的反应腔室，包括，位于所述釜式反应器底部中心位置通过反应内室壁围成的内腔室，和罩于所述内腔室上部、通过反应外室壁围成的外腔室；其中，所述内腔室、外腔室以及所述釜式反应器的内部空间为连通状态，反应物料能够通过折流的方式在各腔室内部流转；

所述塔式反应器包括连中心轴径向方向设置的若干层折流板、位于中心轴的脱气管；所述脱气管的管体上设置有若干气孔，相邻的折流板一层固定于所述塔式反应器的内壁上，另一层固定于所述脱气管的外壁。

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