一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，将固体对甲基苯磺酸催化剂加入无离子水中，并搅拌配制成水溶液；将配制好的水溶液充压备用；在酯化反应釜加入醋酸与正丙醇，并将催化剂水溶液压入反应釜，混合均匀并加温至105~110℃，完成反应底料的配制。其产生的有益效果是，对甲基苯磺酸酯化系统腐蚀性明显好于硫酸作为催化剂的实验结果；对甲基苯磺酸与反应原料互溶的效果比较好；对甲基苯磺酸催化剂不需要补加，催化剂的损失少；对甲基苯磺酸催化的釜液还是比较清亮；对甲苯磺酸催化反应产生的粗酯中醇含量较少，未知物含量0.17%明显比较低；对甲基苯磺酸催化体系酯化产生的酯化废液约5ml，对甲基苯磺酸明显优于硫酸。

【技术实现步骤摘要】
一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺
本专利技术涉及酯化反应催化领域，尤其涉及一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺。
技术介绍
酸醇直接酯化反应通常采用的催化剂为稀释后硫酸水溶液，而水溶液中参与酯化反应的是硫酸电离出的氢离子；这种催化剂水溶液虽然在酯化釜液中的含量只有0.5%~1%，催化剂具有催化反应温度低，催化剂活性高等特点，一直是酯化反应普遍使用的一类催化剂；但是这类催化剂存在以下几方面不足：1、酸腐蚀是酸性催化剂存在的共性问题；2、硫酸催化剂对反应原料具有氧化作用；3、硫酸催化剂对反应原料具有脱水性；4、硫酸催化剂在一定的条件下，与原料醇发生副反应生成硫酸酯、硫酸氢酯等产物。而非酸催化剂，虽然对设备腐蚀性非常小，反应的选择性也非常高，副反应比较少，但是催化活性温度都比较高，比如氧化亚锡、钛酸酯类催化剂反应活性温度高达180℃以上，一般只适合高沸点反应原料的酯化反应。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种与硫酸催化活性相当，而不具有硫酸的氧化性等不利于酯化反应的利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺。为实现上述目的，本专利技术的利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，其特征在于：1、将固体对甲基苯磺酸催化剂加入无离子水中，并搅拌配制成水溶液；2、将配制好的水溶液充压至0.3MPa备用；3、在酯化反应釜加入醋酸与正丙醇（正丁醇），并将催化剂水溶液压入反应釜，混合均匀并加温至105~110℃，完成酯化反应底料的配制。优选的，催化剂配制时，先将无离子水加入催化剂配制釜中，直至搅拌桨叶能触及的高度，再将称重后的固体物料从釜顶缓慢加入催化剂配制釜中，同时补入无离子水，并不断搅拌，配制成水溶液。优选的，所述水溶液浓度为30%。进一步地，所述醋酸酯为醋酸正丙酯和丙酸正丁酯。优选的，所述催化剂水溶液利用氮气充压达到0.3MPa。本专利技术的优点在于：1、通过挂片实验对甲基苯磺酸酯化系统腐蚀性明显好于硫酸作为催化剂的实验结果；2、反应温度也在105~110℃之间，与硫酸作为催化剂的反应温度基本相当，也是在这样的温度范围内，氢离子起着催化作用，对甲基苯磺酸与反应原料互溶的效果比较好；3、硫酸催化酯化反应进行到一定时间，催化能力减弱，中间必须添加硫酸催化剂，才能保证必要的催化能力；而进行同等体量的原料反应，对甲基苯磺酸催化剂则不需要补加，催化剂的损失少；4、对甲基苯磺酸催化的釜液还是比较清亮；5、对甲苯磺酸催化反应产生的粗酯中醇含量较少，未知物含量0.17%明显比较低；6、对甲基苯磺酸催化体系酯化产生的酯化废液约5ml，对甲基苯磺酸明显优于硫酸。具体实施方式本专利技术的利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，采用对甲基苯磺酸代替原有的硫酸作为催化剂进行反应，整个反应过程如下：第一步：将无离子水加入催化剂配制釜中，直至搅拌桨叶能触及的高度。第二步：将称重后的固体物料从釜顶缓慢加入催化剂配制釜中，同时补入无离子水，并不断搅拌，配制成浓度为30%的水溶液。第三步：将配置好的水溶液利用氮气充压至0.3MPa备用。第四步：在酯化反应釜中加入醋酸与正丙醇（正丁醇），并将催化剂水溶液压入反应釜中，混合均匀并加温至105~110℃，完成酯化反应底料的配制。实施例一：将硫酸和对甲基苯磺酸进行对比试验。分别选取2g的硫酸和4g对甲基苯磺酸作为催化剂，通过上述方法中的第一步和第二步的方式配置成30%的水溶液，水溶液氢离子的浓度为0.04mol左右，催化剂的浓度基本一致。再利用上述方法中的第三步和第四步进行催化反应，再持续添加醋酸与正丙醇（正丁醇）反应混合料，最后都得到2公斤含有86%左右醋酸酯粗酯物料，停止反应后结果检测如表1所示：表1催化剂醋酸酯含量未知物含量废液量釜液情况硫酸85.69%3.6%100mL黑色粘稠对甲基苯磺酸86.11%0.17%5mL清亮由上表可知，对比硫酸和对甲基苯磺酸，对甲基苯磺酸的未知物含量和废液量明显低于硫酸，而且对甲基苯磺酸对系统的腐蚀性明显低于硫酸，同时，对甲基苯磺酸催化的釜液还是比较清亮；而硫酸催化的酯化釜液，颜色较深呈黑色粘稠状，说明副反应较多发生；在硫酸催化体系中酯化过程中曾经补加过一次2g硫酸到酯化反应釜中，维持酯化有较高的反应能力。综上所述，对甲基苯磺酸的催化效果明显优于硫酸。实施例二：对甲基苯磺酸为1%来催化酯化醋酸丙酯的生产过程如表2-3所示：表2底料酯化以及连续加入混合料酯化反应序号时间釜温（℃）酯化塔顶温（℃）酯化状态分水情况备注18：59升温29：12100开始沸腾39：1810183塔顶有水生成49：2911089釜内有大量泡沫生成59：4211199分出水份32ml610：22114102加入混合料710：3610585不断有水析出810：5410483不断有水析出911：0210789分出水份31ml混合料加完1011：09停止加热表3连续加入混合料实验序号时间釜温（℃）酯化塔顶温（℃）酯化状态分水情况备注18：33升温釜底灰白色固体沉淀28：50110100塔顶冷凝液生成釜内大量泡沫生成38：5610998塔顶有水生成加入混合料49：0310791不断有水析出59：2610483不断有水析出69：3410687分出水份26ml710：0110998加入混合料810：0210690不断有水析出910：0910688分出水份26ml混合料加完1010：1710685不断有水析出1110：2810686不断有水析出1210：3710686分出水份34ml混合料加完1310：59112102停止加热由上表可知，利用对甲基苯磺酸作为催化剂进行催化反应，分水量接近理论产生量60mL，反应效果优秀。实施例三：对甲基苯磺酸催化酯化生产丙酸正丁酯的生产过程如表4-5所示：表4底料酯化反应序号时间釜温脱酸塔顶温出水量备注115：10116℃94℃215：28116℃95℃316：22130℃停止加热24ml表5以水代酯实验由实施例二和三可以看出，催化剂对甲基苯磺酸催化酯化醋酸正丙酯与醋酸正丁酯时，都具有催化效率高等特点，是现阶段取代硫酸催化酯化醋酸酯类优良的酸性催化剂；从上面的实验结果看，它在对设备腐蚀性、抑制副反应、催化剂使用周期等方面都具有优于硫酸的性能特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，其特征在于：包括以下步骤，将固体对甲基苯磺酸催化剂加入无离子水中，并搅拌配制成水溶液；将配制好的水溶液充压至0.3MPa备用；在酯化反应釜加入醋酸与正丙醇，并将催化剂水溶液压入反应釜，混合均匀并加温至105~110℃，完成反应底料的添加。

【技术特征摘要】
1.一种利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，其特征在于：包括以下步骤，将固体对甲基苯磺酸催化剂加入无离子水中，并搅拌配制成水溶液；将配制好的水溶液充压至0.3MPa备用；在酯化反应釜加入醋酸与正丙醇，并将催化剂水溶液压入反应釜，混合均匀并加温至105~110℃，完成反应底料的添加。2.根据权利要求1所述的利用对甲基苯磺酸生产醋酸酯的工艺，其特征在于：催化剂配制时，先将无离子水加入催化剂配制釜中，直至搅拌桨叶能触及的高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗洲，方世银，刘玉斌，董非非，
申请(专利权)人：南京诺奥新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32