CN211170523U - 一种丙酸丙酯的合成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于丙酸丙酯合成装置技术领域，涉及一种丙酸丙酯的合成装置，包括催化反应精馏塔；正丙醇进料口和丙酸进料口均设在催化反应精馏塔上，催化反应精馏塔的顶部设有第一冷凝器，第一冷凝器与分相器连通，分相器与催化反应精馏塔还连通，分相器的进料端与第二冷凝器的出料端连通，第二冷凝器设于分馏塔顶部，分馏塔的进料端与催化反应精馏塔的出料端连通，分馏塔的出料端与提纯塔的进料端连通，提纯塔顶部设置有第三冷凝器，第三冷凝器与丙酸丙酯收集罐连通；催化反应精馏塔还与再沸器连通。本实用新型结构合理，使用方便，通过采用催化反应精馏技术，同时将反应至产品精制连续进行，有效提高生产效率，丙酸丙酯选择性高，便于工业化生产。

Description

一种丙酸丙酯的合成装置

技术领域

本实用新型涉及高纯度丙酸丙酯的合成装置技术领域，具体为一种丙酸丙酯的合成装置。

背景技术

丙酸丙酯(n-Propyl propionate简称PP)，分子式为C₆H₁₂O₂，分子量为116.15，无色透明液体，微有刺激性气味。丙酸丙酯还具有以下特性：熔点-76℃，沸点122-124℃，相对密度0.881(20/4℃)，折射率1.393，闪点24.4℃；透明，液体不溶于水，溶于醇、醚等有机溶剂。它是近年来兴起的高科技、高附加值的化工产品，可用于许多可充性电池，如锂离子电池，作为其非水溶液电解质的共溶剂，可以提高电池的性能，如提高其能量密度，增大放电能力，提高使用稳定性及安全性等。丙酸丙酯也是一种用途广泛的精细化学品，在油墨、涂料、清洁剂和食品工业调料等行业，它是一种优良溶剂，能与乙醇和乙醚互溶，微溶于水；作为一种无毒、无害的化合物取代了一些能引起空气污染的芳香烃化合物溶剂。

目前丙酸丙酯的合成方法主要有两种：(1)分子重排法，如丙醛一步合成丙酸丙酯，(2)酯化法。酯化法是常用的丙酸丙酯(PP)的合成方法。但是现有以丙酸和正丙醇为原料生产丙酸丙酯的技术中通常采用釜式间歇工艺方式，这种合成方式存在反应时间长、能耗、物耗较高等问题，造成丙酸丙酯转化率低；丙酸丙酯从生产到产品进出罐需要经过多道间歇工序和设备系统，无法满足现有高产量工业化制备丙酸丙酯的需要，且得到的丙酸丙酯纯度也只能达到99.5％，随着电池电解液行业的发展对丙酸丙酯纯度提出更高要求，迫切需要纯度为99.99％的丙酸丙酯，目前，国内外关于高纯度的丙酸丙酯制取的研究及工艺方面报道甚少，未见相关文献报道；所以设计一种高纯度丙酸丙酯合成装置十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种丙酸丙酯的合成装置。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种丙酸丙酯的合成装置，包括催化反应精馏塔、第一冷凝器、正丙醇进料口、丙酸进料口、分馏塔、第二冷凝器、分相器、再沸器、提纯塔、第三冷凝器和丙酸丙酯收集罐；

正丙醇进料口和丙酸进料口均设置在催化反应精馏塔上，催化反应精馏塔的顶部设置有第一冷凝器，第一冷凝器与分相器连通，分相器与催化反应精馏塔还连通，分相器的进料端与第二冷凝器的出料端连通，第二冷凝器设置于分馏塔顶部，分馏塔的进料端与催化反应精馏塔的出料端连通，分馏塔的出料端与提纯塔的进料端连通，提纯塔顶部设置有第三冷凝器，第三冷凝器与丙酸丙酯收集罐连通；

催化反应精馏塔还与再沸器连通。

本实用新型的特点还在于，

其中，催化反应精馏塔为不锈钢精馏塔，催化反应精馏塔的直径为300～1000mm。

其中，催化反应精馏塔中还设置有反应段填充层和提馏段填充层，反应段填充层位于提馏段填充层上方。

其中，反应段填充层为催化剂填充层，直径为0.5～10mm，高度为1～5m，提馏段填充层为不锈钢丝网填料填充层，高度为1～3m。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构合理，使用方便，通过采用催化反应精馏技术，使产物中的水能及时从反应段移走，从而有利于反应向形成丙酸丙酯的方向移动；同时反应产物通过下部的提馏段分离，避免了进一步与催化剂接触的机会，从而提高了丙酸丙酯的选择性。本发明使反应至产品精制可以连续进行，生产效率高，丙酸丙酯选择性高，便于工业化生产。

附图说明

图1是本实用新型一种丙酸丙酯的合成装置的结构示意图。

图中：1、催化反应精馏塔；2、第一冷凝器；3、正丙醇进料口；4、丙酸进料口；5、分馏塔；6、第二冷凝器；7、分相器；8、再沸器；9、提纯塔；10、第三冷凝器馏；11、丙酸丙酯收集罐。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行进一步描述。

如图1所示，一种丙酸丙酯的合成装置，包括催化反应精馏塔1、第一冷凝器2、正丙醇进料口3、丙酸进料口4、分馏塔5、第二冷凝器6、分相器7、再沸器8、提纯塔9、第三冷凝器10和丙酸丙酯收集罐11；

正丙醇进料口3和丙酸进料口4均设置在催化反应精馏塔1上，催化反应精馏塔1的顶部设置有第一冷凝器2，第一冷凝器2与分相器7连通，分相器7与催化反应精馏塔1还连通，分相器7的进料端与第二冷凝器6的出料端连通，第二冷凝器6设置于分馏塔5顶部，分馏塔5的进料端与催化反应精馏塔1的出料端连通，分馏塔5的出料端与提纯塔9的进料端连通，提纯塔9顶部设置有第三冷凝器10，第三冷凝器10与丙酸丙酯收集罐11连通；

催化反应精馏塔1还与再沸器8连通；

催化反应精馏塔1为不锈钢精馏塔，其直径为300～1000mm；为了提高丙酸丙酯的选择性，在催化反应精馏塔1内设置反应段填充层和提馏段填充层，反应段填充层位于所述提馏段填充层上方；反应段填充层为催化剂填充层，直径为0.5～10mm，

高度为1～5m，提馏段填充层为不锈钢丝网填料填充层，高度为1～3m；这样催化反应精馏塔1釜底的丙酸丙酯气体可以通过下段的提馏段填充层进行分离，也就是釜底的丙酸丙酯气体直接被提馏段中的不锈钢丝网填料层冷凝分离流回到釜底，避免丙酸丙酯与催化剂接触，同时釜底连续得到的丙酸丙酯进入分馏塔和提纯塔，使丙酸丙酯的纯度有效提高。

具体实施时，将丙酸和丙醇分别从正丙醇进料口3和丙酸进料口4加入到催化反应精馏塔1内，也就是将丙酸和丙醇分别从催化反应精馏塔1的顶部和中部进入，并与反应段中的催化剂层接触反应，其中催化层使用的催化剂为对甲苯磺酸、对苯磺酸或苯乙烯强酸树脂，直径为0.5～10mm，催化剂层的高度为1～5m，不锈钢丝网填料高度为1～3m；催化反应精馏塔1塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后得到的正丙醇-丙酸丙酯-水共沸物进入分相器7中，在分相器7中上层正丙醇-丙酸丙酯有机相回流进入催化反应精馏塔1；催化反应精馏塔1底部釜液用再沸器8进行循环加热，从釜底上升的丙酸丙酯气体被提馏段中的不锈钢丝网填料层冷凝分离回流至釜底，从塔釜连续得到的丙酸丙酯进入分馏塔5和提纯塔9，最终得到质量分数为99.99％的丙酸丙酯。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种丙酸丙酯的合成装置，其特征在于，包括催化反应精馏塔(1)、第一冷凝器(2)、正丙醇进料口(3)、丙酸进料口(4)、分馏塔(5)、第二冷凝器(6)、分相器(7)、再沸器(8)、提纯塔(9)、第三冷凝器(10)和丙酸丙酯收集罐(11)；

所述正丙醇进料口(3)和所述丙酸进料口(4)均设置在所述催化反应精馏塔(1)上，所述催化反应精馏塔(1)的顶部设置有所述第一冷凝器(2)，所述第一冷凝器(2)与所述分相器(7)连通，所述分相器(7)与所述催化反应精馏塔(1)还连通，所述分相器(7)的进料端与所述第二冷凝器(6)的出料端连通，所述第二冷凝器(6)设置于所述分馏塔(5)顶部，所述分馏塔(5)的进料端与所述催化反应精馏塔(1)的出料端连通，所述分馏塔(5)的出料端与所述提纯塔(9)的进料端连通，所述提纯塔(9)顶部设置有所述第三冷凝器(10)，所述第三冷凝器(10)与所述丙酸丙酯收集罐(11)连通；

所述反应精馏塔(1)中还设置有反应段填充层和提馏段填充层，所述反应段填充层位于所述提馏段填充层上方，所述催化反应精馏塔(1)还与所述再沸器(8)连通。

2.根据权利要求1所述的一种丙酸丙酯的合成装置，其特征在于，所述催化反应精馏塔(1)为不锈钢精馏塔，所述催化反应精馏塔(1)的直径为300～1000mm。

3.根据权利要求1所述的一种丙酸丙酯的合成装置，其特征在于，所述反应段填充层为催化剂填充层，直径为0.5～10mm，高度为1～5m，所述提馏段填充层为不锈钢丝网填料填充层，高度为1～3m。

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