一種酸與烯烴生產單元酯的方法
【專利摘要】本發明提供一種酸與烯烴反應生產單元酯的方法，是將原料酸和原料烯烴預熱后在多級疊合型固定床反應器中進行反應，反應后混合物經分離工藝得到未反應的烯烴、未反應的酸和單元酯產品；所述的多級疊合型固定床反應器由多級或者多段的固定床疊合構成，床層數N取值為：2≤N≤20。本發明的方法具有如下優點：(1)本工藝采用多級疊合型固定床反應一步合成酯法，簡化了合成路線，使生產成本大幅降低；(2)設備結構簡單，設備投資低；(3)催化劑可以使用樹脂催化劑，無毒無害無污染，生產過程對環境友好。
【專利說明】一種酸與烯烴生產單元酯的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工生產【技術領域】，具體涉及一種酸與烯烴經多級疊合型固定床反應生成單元酯的工藝方法。
【背景技術】
[0002]酯類化學品是一最重要的化工溶劑，可應用于化工制造、醫藥、精細化工、香料、清洗劑等行業，應用廣泛，市場前景廣闊。
[0003]酸與烯烴反應生成酯的方法最早采用酯化法，用硫酸做催化劑，反應在液相中進行，主要缺點是設備腐蝕嚴重、操作條件惡劣，而且對環境污染嚴重。目前單元酯生產方法主要是加成法:由烯烴生產單元酯是列管式固定床生產或者是單級順流固定床生產單元酯。優點:酯化法采用樹脂催化劑，無毒無害，生產環境友好；缺點:反應器結構較復雜，設備投資較高，產品轉化率低，生產成本較高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于:提供一種酸與烯烴經多級疊合型固定床反應生成單元酯的工藝方法，設備結構簡單，能夠簡化工藝流程、提高產品轉化率、降低生產成本，減少環境污染。
[0005]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]提供一種酸與烯烴反應生產單元酯的方法，是將原料酸和原料烯烴預熱后在多級疊合固定床反應器中進行反應，反應后混合物經分離工藝得到未反應的烯烴、未反應的酸和單元酯產品；所述的多級疊合固定床反應器由多級或者多段的固定床疊合構成，床層數N為:2≤N≤20。
[0007]本發明技術方案中，所述的單元酯可以是醋酸酯、丙烯酸酯等有機酸酯或硫酸酯等無機酸酯；優選醋酸酯；進一步優選醋酸仲丁酯。
[0008]本發明技術方案中，所述的原料烯烴可以是碳原子數為2~30的所有的直鏈烯烴或異構烯烴；所述的原料酸可以是各種有機酸或無機酸。
[0009]優選的所述有機酸可以是碳原子數為I~30的各種有機酸，進一步優選碳原子數為2-4的各種有機酸。
[0010]優選的所述有機酸還可以是含有雙鍵的酸，如丙烯酸。
[0011]優選的所述無機酸可以是各種含氧酸。
[0012]本發明技術方案中，所述的預熱溫度優選75~100°C。
[0013]本發明技術方案中，所述的多級疊合型固定床反應器中的反應條件優選為:操作壓力1.5~2.0MPa，操 作溫度70~100°C，空速0.5~1.0h-1。
[0014]本發明技術方案中，所述的多級疊合型固定床反應器床層數N優選為4 < N < 6。
[0015]本發明技術方案中，所述的分離工藝優選包括:反應后的混合物經烯烴分離塔分離出未反應的烯烴和塔釜液I ;未反應的烯烴被回收或進入火炬網；塔釜液I進入共沸塔分離出粗單元酯和塔釜液II ;粗單元酯進入酯精制塔進行分離提純，酯精制塔側線得到純單元酯；塔釜液II進入酸回收塔分離得到未反應的酸回收利用。
[0016]本發明進一步優選的技術方案，使用如圖1所示的設備及工藝流程，包括以下步驟:
[0017]原料酸通過原料酸進料管I進入原料酸凈化器2凈化，凈化后的原料酸再進入原料酸預熱器3預熱，溫度提到75-10(TC;原料烯烴經原料烯烴進料管4進入烯烴預熱器5預熱至75-100°C，在原料混合進料管6中和來自原料酸預熱器3的原料酸混合后進入多級疊合固定床反應器10反應，所述的多級疊合型固定床反應器由4-6級固定床疊合構成，反應條件為:操作壓力1.5~2.0MPa，操作溫度70~100°C，空速0.5~1.0h_l，反應后的混合物經烯烴分離塔進料管11進入烯烴分離塔12進行分離；烯烴分離塔12塔頂的氣相經烯烴分離塔塔頂出口管13進入烯烴分離塔塔頂冷凝器14，冷卻后混合物經烯烴分離塔塔頂回流罐進口管15進入烯烴分離塔塔頂回流罐16，冷凝液全部回流至烯烴分離塔12，烯烴等不凝氣體經火炬網進口管17進入火炬管網；烯烴分離塔12塔釜的液相混合物通過共沸塔進料管18進入共沸塔19進行分離，共沸塔19塔頂的氣相經共沸塔塔頂出口管20進入共沸塔塔頂冷凝器21冷凝，得到的粗單元酯產品經共沸塔塔頂回流罐進口管22進入共沸塔塔頂回流罐23，一部分粗單元酯產品回流至共沸塔19，另一部分粗單元酯產品經酯精制塔進料管24進入酯精制塔26，酯精制塔26塔頂的氣相經酯精制塔塔頂出口管27進入酯精制塔塔頂冷凝器28冷凝，冷凝后得到的單元酯產品經酯精制塔塔頂回流罐進口管29進入酯精制塔塔頂回流罐30，一部分單元酯產品回流至酯精制塔26，另一部分單元酯產品經酯產品輸送管31送至界外；酯精制塔26塔釜的液相重組分經酯精制塔塔底冷卻器33冷卻后送至界外，酯精制塔26側線的產品經酯精制塔側線產品排出管32排出界外；共沸塔19的塔釜液經酸回收塔進料管25進入酸回收塔34，酸回收塔34塔頂的氣相經酸回收塔塔頂出口管35進入酸回收塔塔頂冷凝器36，冷凝后得到的酸經酸回收塔塔頂回流罐進口管37進入酸回收塔塔頂回流罐38，一部分酸回流至酸回收塔34，另一部分酸經酸回收管39回收，酸回收塔34塔釜的重組分經酸回收塔塔底冷卻器40冷卻后送至界外。
[0018]本發明技術方案中，所有反應物料的進料方向都是自上而下，可以是分段進料，也可以自上而下總進料。
[0019]本發明與現有技術比較具有以下優點:
[0020](I)本工藝采用多級疊合型固定床反應一步合成酯法，簡化了合成路線，使生產成本大幅降低。
[0021](2)設備結構簡單，設備投資低。
[0022](3)催化劑可以使用樹脂催化劑，無毒無害無污染，生產過程環境友好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明酸與烯烴經多級疊合型固定床反應生成單元酯的工藝流程示意圖。
[0024]圖1中:1、原料酸進料管；2、原料酸凈化器；3、原料酸預熱器；4、原料烯烴進料管；5、烯烴預熱器；6、原料混合進料管；10、多級疊合固定床反應器；11、烯烴分離塔進料管；12、烯烴分離塔；13、烯烴分離塔塔頂出口管；14、烯烴分離塔塔頂冷凝器；15、烯烴分離塔塔頂回流罐進口管；16、烯烴分離塔塔頂回流罐；17、火炬網進口管；18、共沸塔進料管；19、共沸塔；20、共沸塔塔頂出口管；21、共沸塔塔頂冷凝器；22、共沸塔塔頂回流罐進口管；23、共沸塔塔頂回流罐；24、酯精制塔進料管；25、酸回收塔進料管；26酯精制塔；27、酯精制塔塔頂出口管；28、酯精制塔塔頂冷凝器；29、酯精制塔塔頂回流罐進口管；30、酯精制塔塔頂回流罐；31、酯產品輸送管；32、酯精制塔側線產品排出管；33、酯精制塔塔底冷卻器34、酸回收塔；35、酸回收塔塔頂出口管；36、酸回收塔塔頂冷凝器；37、酸回收塔塔頂回流罐進口管；38、酸回收塔塔頂回流罐；39、酸回收管；40、酸回收塔塔底冷卻器。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]以無水冰醋酸和正丁烯為原料，以圖1所示的設備系統和工藝流程制備醋酸仲丁酯，具體步驟如下:
[0027] 無水冰醋酸通過原料酸進料管I進入原料酸凈化器2凈化，凈化后的無水冰醋酸再進入原料酸預熱器3預熱，溫度提到75 °C;正丁烯烴原料烯烴進料管4進入烯烴預熱器5預熱至75°C，在原料混合進料管6中和來自原料酸預熱器3的無水冰醋酸混合后進入多級疊合固定床反應器10反應，所述的多級疊合型固定床反應器由5級固定床疊合構成，反應器操作壓力為1.5~2.0MPa，操作溫度為70°C，空速為0.5-1.0h-1 ;反應后的混合物經烯烴分離塔進料管11進入烯烴分離塔12進行分離；烯烴分離塔12塔頂的氣相經烯烴分離塔塔頂出口管13進入烯烴分離塔塔頂冷凝器14，冷卻后混合物經烯烴分離塔塔頂回流罐進口管15進入烯烴分離塔塔頂回流罐16，冷凝液全部回流至烯烴分離塔12，不凝的正丁烯氣體經火炬網進口管17進入火炬管網；烯烴分離塔12塔釜的液相混合物通過共沸塔進料管18進入共沸塔19進行分離，共沸塔19塔頂的氣相經共沸塔塔頂出口管20進入共沸塔塔頂冷凝器21冷凝，得到的粗醋酸仲丁酯產品經共沸塔塔頂回流罐進口管22進入共沸塔塔頂回流罐23，一部分粗醋酸仲丁酯產品回流至共沸塔19，另一部分粗醋酸仲丁酯產品經酯精制塔進料管24進入酯精制塔26，酯精制塔26塔頂的氣相經酯精制塔塔頂出口管27進入酯精制塔塔頂冷凝器28冷凝，冷凝后得到的醋酸仲丁酯產品經酯精制塔塔頂回流罐進口管29進入酯精制塔塔頂回流罐30，一部分醋酸仲丁酯產品回流至酯精制塔26，另一部分醋酸仲丁酯產品經酯產品輸送管31送至界外；所述的酯精制塔26塔釜的液相重組分經酯精制塔塔底冷卻器33冷卻后送至界外，酯精制塔26側線得到純醋酸仲丁酯產品，經酯精制塔側線產品排出管32排出界外；共沸塔19的塔釜液經酸回收塔進料管25進入酸回收塔34，酸回收塔34塔頂的氣相經酸回收塔塔頂出口管35進入酸回收塔塔頂冷凝器36，冷凝后得到的酸經酸回收塔塔頂回流罐進口管37進入酸回收塔塔頂回流罐38，一部分酸回流至酸回收塔34，另一部分酸經酸回收管39回收，酸回收塔34塔釜的重組分經酸回收塔塔底冷卻器40冷卻后送至界外。
【權利要求】
1.一種酸與烯烴反應生產單元酯的方法，其特征在于:將原料酸和原料烯烴預熱后在多級疊合型固定床反應器中進行反應，反應后混合物經分離工藝得到未反應的烯烴、未反應的酸和單元酯產品；所述的多級疊合型固定床反應器由多級或者多段的固定床疊合構成，床層數N取值為:2 SNS 20。
2.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的原料烯烴是碳原子數為2~30的所有的直鏈烯烴或異構烯烴。
3.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的原料酸是碳原子數為1~30的有機酸
4.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的原料酸為碳原子數為2-4的有機酸。
5.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的預熱溫度為75~100°C。
6.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的多級疊合型固定床反應器中的反應條件為:操作壓力1.5~2.0MPa，操作溫度70~100°C，空速0.5~1.0h-1。
7.權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的多級疊合型固定床反應器床層數N取值為4≤N≤6。
8.權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分離工藝包括:反應后的混合物經烯烴分離塔分離出未反應的烯烴和塔釜液I ;未反應的烯烴被回收或進入火炬網；塔釜液I進入共沸塔分離出粗單元酯和塔釜液II ;粗單元酯進入酯精制塔進行分離提純，酯精制塔側線得到純單元酯；塔釜液II進入酸回收塔分離得到未反應的酸回收利用。
9.權利要求1所述的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 原料酸通過原料酸進料管(I)進入原料酸凈化器(2)凈化，凈化后的原料酸再進入原料酸預熱器(3)預熱，溫度提到75-100°C ;原料烯烴經原料烯烴進料管(4)進入烯烴預熱器(5)預熱至75-100°C，在原料混合進料管(6)中和來自原料酸預熱器(3)的原料酸混合后進入多級疊合固定床反應器(10)反應,所述的多級疊合型固定床反應器由4-6級固定床疊合構成，反應條件為:操作壓力1.5~2.0MPa,操作溫度70~100°C，空速0.5~1.0h^1,反應后的混合物經烯烴分離塔進料管(11)進入烯烴分離塔(12)進行分離；烯烴分離塔(12)塔頂的氣相經烯烴分離塔塔頂出口管(13)進入烯烴分離塔塔頂冷凝器(14)，冷卻后混合物經烯烴分離塔塔頂回流罐進口管(15)進入烯烴分離塔塔頂回流罐(16)，冷凝液全部回流至烯烴分離塔(12)，烯烴等不凝氣體經火炬網進口管(17)進入火炬管網；烯烴分離塔(12)塔釜的液相混合物通過共沸塔進料管(18)進入共沸塔(19)進行分離，共沸塔(19)塔頂的氣相經共沸塔塔頂出口管(20)進入共沸塔塔頂冷凝器(21)冷凝，得到的粗單元酯產品經共沸塔塔頂回流罐進口管(22)進入共沸塔塔頂回流罐(23)，一部分粗單元酯產品回流至共沸塔(19)，另一部分粗單元酯產品經酯精制塔進料管(24)進入酯精制塔(26)，酯精制塔(26)塔頂的氣相經酯精制塔塔頂出口管(27)進入酯精制塔塔頂冷凝器(28)冷凝，冷凝后得到的單元酯產品經酯精制塔塔頂回流罐進口管(29)進入酯精制塔塔頂回流罐(30)，一部分單元酯產品回流至酯精制塔(26)，另一部分單元酯產品經酯產品輸送管(31)送至界外；所述的酯精制塔(26)塔釜的液相重組分經酯精制塔塔底冷卻器(33)冷卻后送至界外，酯精制塔(26)側線的產品經酯精制塔側線產品排出管(32)排出界外；共沸塔(19)的塔釜液經酸回收塔進料管(25)進入酸回收塔(34)，酸回收塔(34)塔頂的氣相經酸回收塔塔頂出口管(35)進入酸回收塔塔頂冷凝器(36)，冷凝后得到的酸經酸回收塔塔頂回流罐進口管(37)進入酸回收塔塔頂回流罐(38)，一部分酸回流至酸回收塔(34)，另一部分酸經酸回收管(39)回收， 酸回收塔(34)塔釜的重組分經酸回收塔塔底冷卻器(40)冷卻后送至界外。
【文檔編號】C07C67/04GK103910626SQ201410162625
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】毛進池, 姚志龍, 劉文飛, 戴良國, 王文學 申請人:凱瑞化工股份有限公司