一种乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种乙酰乙酸甲酯酯化反应工艺，其具体步骤为：将甲醇和三乙胺打入熔料釜中，混合物泵入高液位槽中；然后滴加催化剂，充分混合后泵入混合器；再将双乙烯酮泵入混合器充分混合，混合物通入螺旋绕管微通道反应器进行酯化反应，反应后泵入冷却釜中冷却，然后泵入精馏塔；精馏后得到乙酰乙酸甲酯。本发明专利技术实现生产操作的连续性，反应稳定性高，防止了普通反应器不能精确控温而导致的飞温问题，排除了潜在的反应器爆炸可能性；实现酯化反应高通量、高移热能力、高合成率和低加工成本，明显增加了企业经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺
本专利技术涉及一种乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺。
技术介绍
乙酰乙酸甲酯是杀菌剂恶霉灵/二甲嘧酚/乙嘧酚、杀虫剂二嗪磷/蝇毒磷/嘧啶氧磷、除草剂咪唑乙烟酸，杀鼠剂，杀鼠醚，杀鼠灵等物质的中间体。可用作纤维素醚酯混合溶剂的成分，也可用于农药、医药、染料、颜料、分子稳定剂等有机合成中。现有技术中利用双乙烯酮和甲醇反映生成乙酰乙酸甲酯，为了加快反应速度，需加入催化剂，然而传统的方法是采用浓硫酸作为催化剂，但用浓硫酸作为催化剂对设备腐蚀较大，不利于长期生产，而且乙酰乙酸甲酯的含量和纯度也得不到保证。现有技术合成工艺：中国专利技术专利，CN101337890A，一种应用新型复合催化剂制备乙酰乙酸甲酯的方法，在低于120℃温度下甲醇与双乙烯酮发生酯化反应生成粗乙酰乙酸甲酯，酯化反应的不同阶段加入两种不同催化剂，在酯化反应之前，加入催化剂三乙烯二胺，可直接滴加双乙烯酮，无需蒸汽加热反应完成之后将生成液降温至40℃，加入催化剂浓硫酸，保温半小时，过滤，将滤液进行连续精馏，分离制得含量大于99％的精乙酰乙酸甲酯。该工艺的缺点是催化剂须去除、母液提纯仍有残留，精馏收率低，产品含量低。中国专利技术专利，CN103450017A，一种乙酰乙酸甲酯的制备方法，将甲醇与催化剂充分溶解后加入到酯化反应釜，升温，滴加双乙烯酮，滴加完毕，保温，冷却，生成乙酰乙酸甲酯粗品，所得粗品经精馏，得到乙酰乙酸甲酯成品。该工艺的缺点是催化剂需去除、反应时间长、反应温度不易控制。综上，现有技术中乙酰乙酸甲酯的制备方法的缺点是设备投资大，精馏要求高，催化剂需去除、催化剂去除不彻底，母液提纯仍有催化剂残留，影响产品的稳定性，原料转化率低，精馏收率低，产品含量低，反应时间长，反应温度不易控制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有技术中一釜反应存在的反应时间长、产能低、转化率低、反应温度不易控制的缺点，提供的一种乙酰乙酸甲酯连续生产酯化反应工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺，其具体步骤如下：a、按配料量将甲醇和三乙胺分别打入熔料釜中混合，混合物泵至高液位槽中；b、在高液位槽中按配料比滴加催化剂，充分混合后泵入混合器；c、将双乙烯酮泵入混合器充分混合，混合物通入螺旋绕管微通道反应器进行酯化反应，混合物流量控制在50-200L/h，温度在40-100℃，在微通道中保留时间5-60min；d、反应产物泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔；e、减压精馏，真空度100-900kPa，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40-45℃，破空，停止精馏，精馏结束后，生成乙酰乙酸甲酯。优选上述的催化剂为对甲苯磺酸。优选催化剂与双乙烯酮的投料比为1：0.00001～1:0.0001e.q。优选冷却釜温度为0-45℃，冷却时间为0.5-4小时。本专利技术应用了本专利技术人的反应器设计技术专利CN104258796A所述的螺旋绕管微通道反应器。优选螺旋微通道反应器内有毛细管140-160根，每根管长600-900m。本专利技术生成乙酰乙酸甲酯的质量含量为99-99.7％。本专利技术采用了一种柔性的双向控温策略，所述反应器外接一恒温水箱和一工业冷水机组。恒温水箱加热器加热调温液体以达到维持此反应工艺所需的最低温度。而反应所产生的热量则通过工业冷水机组交换移除。本专利技术采用了双乙烯酮储存在低温液罐中，甲醇和催化剂储存在另一低温液罐中。两者分别经过相同尺寸8*1mm的304不锈钢管道、球阀、防爆计量泵、压力表和止回阀后汇集在一根18*2mm的不锈钢管道。两者会合后经过静态混合器充分混合，经过止回阀以及防爆膜后进入螺旋微通道反应器反应。螺旋微通道反应器内共有0.8*0.15mm的毛细管140-160根，每根管长600-900m。毛细管浸没在换热液(水或油)中，换热液为双向控温，依靠制冷机组以及加热水箱维持在40-100摄氏度(优选80-90摄氏度)。微通道反应器冷却水管道选用20*2mm的碳钢圆管。反应产物流出螺旋微通道反应器后经流量计以及温度计后进入换热器降温，再流入精馏塔。有益效果：1、采用螺旋绕管式微通道反应器较原先传统单釜生产工艺，实现生产操作的连续性，降低了工人劳动强度；2、较原先传统单釜生产工艺，螺旋绕管式微通道反应器稳定性高，提高反应器使用寿命，减轻深冷负荷。3、优化后的螺旋盘管微通道反应器应用于双乙甲酯的合成，可提高酯化反应的安全性；4、采用螺旋绕管式微通道反应器较一般微通道反应器结构复杂，加工成本高，不利于工业放大等缺点，实现酯化反应高通量、高移热能力、高合成率和低加工成本，明显增加了企业经济效益；5、本工艺合理配比物料，能有效减少成品中杂质含量，提高产品品质；6、通过采用螺旋绕管式微通道反应器提高反应温度和压强，提升酯化反应转化率，同时缩短反应时间。7、采用了一种柔性双向的控温系统，有效的杜绝了生产过程中的飞温现象，保证了实验控温的有效性。附图说明图1是本专利技术的乙酰乙酸甲酯生产工艺中合成工段流程图。具体实施方式下面结合附图1与实施例对本专利技术作进一步阐述，本领域技术人员应当理解，所属实施例仅用于示例，而不对本专利技术构成任何限制实施例1：一.在熔料釜中准确加入29.2kg(36.804L)甲醇和244g三乙胺，启动搅拌泵。打开送料阀门，将熔料釜中混合物料送至高液位槽中。二.向高液位槽中加入6.1g对甲苯磺酸，混合均匀后送入混合器中；混合器中使用900m毛细管140根。三.准确配料64.956L双乙烯酮，打开送料阀门，将双乙烯酮送入混合器中，充分混合。四.打开循环泵，调节螺旋绕管式微通道反应器恒温水温度至85℃。将混合器中混合物送入螺旋绕管式微通道反应器中进行酯化反应，在管内压强3MPa下保留10min。五.反应结束后将物料通入冷却釜中，开盐水降温至40℃，冷却1h。六.将冷却完的物料送入精馏塔，减压精馏，真空度200kPa，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40℃，破空，停止精馏。精馏结束后，生成乙酰乙酸甲酯，含量为99.6％(质量分数)。实施例2：一.在熔料釜中准确加入73.608L甲醇和488g三乙胺，启动搅拌泵。打开送料阀门，将熔料釜中混合物料送至高液位槽中。二.向高液位槽中加入12.2g对甲苯磺酸，混合均匀后送入混合器中；混合器中采用900m毛细管160根。三.准确配料129.912L双乙烯酮，打开送料阀门，将双乙烯酮送入混合器中，充分混合。四.打开循环泵，调节螺旋绕管式微通道反应器恒温水温度至80℃。将混合器中混合物送入螺旋绕管式微通道反应器中进行酯化反应，在管内压强3MPa下保留60min。五.反应结束后将物料通入冷却釜中，开盐水降温至45℃，冷却4h。六.将冷却完的物料送入精馏塔，减压精馏，真空度900kPa，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40℃，破空，停止精馏。精馏结束后，生成乙酰乙酸甲酯，含量为99.7％(质量分数)。实施例3：一.在熔料釜中准确加入18.402L甲醇和122g三乙胺，启动搅拌泵。打开送料阀门，将熔料釜中混合物料送至高液位槽中。二.向高液位槽中加入3.05g对甲苯磺酸，混合均匀后送入混合器中；混合器中采用600m毛细管140根。三.准确配料32.478L双乙烯酮，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺，其具体步骤如下：a、按配料量将甲醇和三乙胺分别打入熔料釜中混合，混合物泵至高液位槽中；b、在高液位槽中按配料比滴加催化剂，充分混合后泵入混合器；c、将双乙烯酮泵入混合器充分混合，混合物通入螺旋绕管微通道反应器进行酯化反应，混合物流量控制在50‑200L/h，温度在40‑100℃，在微通道中保留时间5‑60min；d、反应产物泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔；e、减压精馏，真空度100‑900kPa，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40‑45℃，破空，停止精馏，精馏结束后，生成乙酰乙酸甲酯。

【技术特征摘要】
1.乙酰乙酸甲酯酯化生产工艺，其具体步骤如下：a、按配料量将甲醇和三乙胺分别打入熔料釜中混合，混合物泵至高液位槽中；b、在高液位槽中按配料比滴加催化剂，充分混合后泵入混合器；c、将双乙烯酮泵入混合器充分混合，混合物通入螺旋绕管微通道反应器进行酯化反应，混合物流量控制在50-200L/h，温度在40-100℃，在微通道中保留时间5-60min；d、反应产物泵入冷却釜中冷却后泵入精馏塔；e、减压精馏，真空度100-900kPa，收集大于58℃的馏分，至液温140℃时冷却至40-45℃，破空，停止精馏，精馏结束后，生成乙酰乙酸甲酯。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌祥，周辉，汤显，王子来，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32