一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法及装置，该方法包括：酯化反应、脱酸处理、热萃取处理、脱色处理、酸回收处理。本发明专利技术提供的装置和方法，能够显著简化生产操作工序，降低装置的物耗、能耗，提高产品收率，减少生产过程中的废水排放，易于工业放大。易于工业放大。

【技术实现步骤摘要】
一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法和装置。

技术介绍

[0002]甲基丙烯酸高碳醇酯是合成原油降凝剂的重要中间体，通常由甲基丙烯酸和高碳醇(碳数12以上)在催化剂作用下酯化反应而生成单体，再由单体的聚合反应生成降凝剂、粘指剂等化工品。该酯化反应是平衡可逆反应，通常通过及时移除反应生成的水来提高平衡转化率；由于高碳醇沸点过高(＞250℃)，为减少后续分离难度，酯化反应中需要加入过量的甲基丙烯酸；同时，高温下(大于80℃)甲基丙烯酸容易发生自聚反应，常伴随着加入一定浓度的阻聚剂(对苯二酚等)；酯化反应中常常采用液体酸(甲磺酸、对甲苯磺酸等物质)来加快反应的进行。因此，在酯化反应结束后，通常需要一系列的手段(多次碱/水洗、萃取等)来去除产品中的阻聚剂、催化剂以及过量的甲基丙烯酸，流程复杂，且废碱、废水、废酸、废固的排放量大，能耗高；同时由于酯化反应时间、碱水洗过程的两相分离过程时间长，间歇操作，不利于工程放大。
[0003]TWI17280公开了一种(甲基)丙烯酸酯之制造方法，通过反应、中和、水洗、钝化等步骤来实现。该公开技术中通过加入不溶于水但与水共沸的溶剂来实现反应过程生成水的移除，需要在后续过程中增加脱溶剂步骤，且未完全脱离碱/水洗过程。
[0004]因而，仍然需要能够工程放大、稳定连续操作和工业实施的生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法和装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种制备甲基丙烯酸的装置与方法，显著简化生产操作工序，降低装置的物耗、能耗，提高产品收率，减少生产过程中的废水排放，易于工业放大。
[0006]本申请提供一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法，包括：
[0007]使甲基丙烯酸原料和高碳醇原料在反应单元进行酯化反应，得到甲基丙烯酸高碳醇酯产物；
[0008]使所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物进行脱酸处理，得到脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，和含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料；
[0009]使所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料在热萃取单元中用萃取水进行热萃取，得到经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料；
[0010]使经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料经过脱色处理，得到产品甲基丙烯酸高碳醇酯；
[0011]使所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料进行酸回收处理，得到回收物料和含酸水物料；
[0012]使所述回收物料返回反应单元，作为所述甲基丙烯酸原料的一部分进行酯化反
应。
[0013]在一种实施方式中，所述脱酸处理包括：
[0014]用蒸汽处理所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物，得到所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料。
[0015]在一种实施方式中，所述脱酸处理包括：
[0016]用水处理所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，得到水提甲基丙烯酸高碳醇酯物料，和
[0017]用蒸汽处理所述水提甲基丙烯酸高碳醇酯物料，得到所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料。
[0018]在一种实施方式中，蒸汽处理的温度为60
‑
130℃，所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料中甲基丙烯酸含量为2
‑
14％，基于脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的总重量。
[0019]在一种实施方式中，所述热萃取单元中热萃取塔操作温度为50～95℃，塔顶压力为101～150kPa，萃取水温度为50～95℃，萃取水与所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.08～2:1。
[0020]在一种实施方式中，热萃取塔塔顶出料的所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料中甲基丙烯酸质量分数在0.05～1.5％，阻聚剂质量分数在0.01～0.2％，液体酸催化剂质量分数在0.03～1.5％，基于所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料总重量。
[0021]在一种实施方式中，所述酸回收处理包括：
[0022]用高碳醇物料在醇萃取塔中萃取所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料，得到所述回收物料和所述含酸水物料，其中，所述高碳醇物料与所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料的进料质量比为0.1～5:1，操作压力为101～300kPa；所述含酸水物料中甲基丙烯酸的质量分数在0.01～0.5％，基于所述含酸水物料。
[0023]在一种实施方式中，所述酸回收处理包括：
[0024]在酸精制塔中精馏所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料，其中，酸精制塔的操作压力为1～80kPa，塔顶温度为25～65℃，塔釜温度为80～130℃，塔顶操作回流比为0.1～5；所述酸精制塔的塔顶物料中甲基丙烯酸的质量分数为0.5～15％，基于所述酸精制塔的塔顶物料的总重量；所述酸精制塔的塔釜物料的质量分数在90～99.8％，基于所述酸精制塔的塔釜物料的总重量；
[0025]用高碳醇物料在醇萃取塔中萃取所述酸精制塔的塔釜物料，得到所述回收物料和所述含酸水物料，其中，所述高碳醇物料与所述塔釜物料循环甲基丙烯酸的进料质量比为0.1～5:1，操作压力为101～300kPa；所述含酸水物料中甲基丙烯酸的质量分数在0.01～0.5％，基于所述含酸水物料。
[0026]在一种实施方式中，使所述含酸水物料进入所述热萃取单元作为热萃取单元的萃取水。
[0027]在一种实施方式中，所述方法还包括在进行脱色处理之前还进行洗涤处理，所述洗涤处理包括：
[0028]水洗步骤：用脱盐水洗涤所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，其中，
所述脱盐水与所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.1～1:1，洗涤后的中性酯物料的pH值为6.5～7.5，水洗过程操作温度为40～60℃，操作压力101～300kPa。
[0029]在一种实施方式中，所述方法还包括在进行脱色处理之前还进行洗涤处理，所述洗涤处理包括：
[0030]碱洗步骤：用碱液洗涤所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，所用碱液中碱质量分数在0.1～10％，碱液与所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.1～1:1，出料碱性酯的pH值为7.5～11，碱洗操作温度在40～60℃，操作压力101～300kPa；
[0031]水洗步骤：用脱盐水洗涤所述出料碱性酯，其中，所述脱盐水与所述出料碱性酯的质量流量比为0.1～1:1，洗涤后的中性酯物料的pH值为6.5～7.5，水洗过程操作温度为40～60℃，操作压力101～300kPa。
[0032]本申请还提供一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的装置，包括：
[0033]反应系统，用于使甲基丙烯酸原料和高碳醇原料在酯化反应单元进行酯化反应，得到甲基丙烯酸高碳醇酯产物；所述反应系统包括反应单元和脱水单元；
[0034]脱酸单元，用于对所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物进行脱酸处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的方法，包括：使甲基丙烯酸原料和高碳醇原料在反应单元进行酯化反应，得到甲基丙烯酸高碳醇酯产物；使所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物进行脱酸处理，得到脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，和含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料；使所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料在热萃取单元中用萃取水进行热萃取，得到经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料；使经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料经过脱色处理，得到产品甲基丙烯酸高碳醇酯；使所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料进行酸回收处理，得到回收物料和含酸水物料；使所述回收物料返回反应单元，作为所述甲基丙烯酸原料的一部分进行酯化反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱酸处理包括：用蒸汽处理所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物，得到所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱酸处理包括：用水处理所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，得到水提甲基丙烯酸高碳醇酯物料，和用蒸汽处理所述水提甲基丙烯酸高碳醇酯物料，得到所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，蒸汽处理的温度为60
‑
130℃，所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料中甲基丙烯酸含量为2
‑
14％，基于脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的总重量。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热萃取单元中热萃取塔操作温度为50～95℃，塔顶压力为101～150kPa，萃取水温度为50～95℃，萃取水与所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.08～2:1。6.根据权利要求5所述的方法，其中，热萃取塔塔顶出料的所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料中甲基丙烯酸质量分数在0.05～1.5％，阻聚剂质量分数在0.01～0.2％，液体酸催化剂质量分数在0.03～1.5％，基于所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料总重量。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酸回收处理包括：用高碳醇物料在醇萃取塔中萃取所述含甲基丙烯酸
‑
水的混合物料，得到所述回收物料和所述含酸水物料，其中，所述高碳醇物料与所述含甲基丙烯酸
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水的混合物料的进料质量比为0.1～5:1，操作压力为101～300kPa；所述含酸水物料中甲基丙烯酸的质量分数在0.01～0.5％，基于所述含酸水物料。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酸回收处理包括：在酸精制塔中精馏所述含甲基丙烯酸
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水的混合物料，其中，酸精制塔的操作压力为1～80kPa，塔顶温度为25～65℃，塔釜温度为80～130℃，塔顶操作回流比为0.1～5；所述酸精制塔的塔顶物料中甲基丙烯酸的质量分数为0.5～15％，基于所述酸精制塔的塔顶物料的总重量；所述酸精制塔的塔釜物料的质量分数在90～99.8％，基于所述酸精制塔的塔釜
物料的总重量；用高碳醇物料在醇萃取塔中萃取所述酸精制塔的塔釜物料，得到所述回收物料和所述含酸水物料，其中，所述高碳醇物料与所述塔釜物料循环甲基丙烯酸的进料质量比为0.1～5:1，操作压力为101～300kPa；所述含酸水物料中甲基丙烯酸的质量分数在0.01～0.5％，基于所述含酸水物料。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，使所述含酸水物料进入所述热萃取单元作为热萃取单元的萃取水。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括在进行脱色处理之前还进行洗涤处理，所述洗涤处理包括：水洗步骤：用脱盐水洗涤所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，其中，所述脱盐水与所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.1～1:1，洗涤后的中性酯物料的pH值为6.5～7.5，水洗过程操作温度为40～60℃，操作压力101～300kPa。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括在进行脱色处理之前还进行洗涤处理，所述洗涤处理包括：碱洗步骤：用碱液洗涤所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，所用碱液中碱质量分数在0.1～10％，碱液与所述经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料的质量流量比为0.1～1:1，出料碱性酯的pH值为7.5～11，碱洗操作温度在40～60℃，操作压力101～300kPa；水洗步骤：用脱盐水洗涤所述出料碱性酯，其中，所述脱盐水与所述出料碱性酯的质量流量比为0.1～1:1，洗涤后的中性酯物料的pH值为6.5～7.5，水洗过程操作温度为40～60℃，操作压力101～300kPa。12.一种生产甲基丙烯酸高碳醇酯的装置，包括：反应系统，用于使甲基丙烯酸原料和高碳醇原料在酯化反应单元进行酯化反应，得到甲基丙烯酸高碳醇酯产物；所述反应系统包括反应单元和脱水单元；脱酸单元，用于对所述甲基丙烯酸高碳醇酯产物进行脱酸处理，得到脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料，和含甲基丙烯酸
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水的混合物料；酸回收单元，用于处理含甲基丙烯酸
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水的混合物料，得到回收物料和含酸水物料；其中，所述酸回收单元的回收物料出口与所述反应系统的反应单元进料口相连通，使得所述回收物料返回所述反应系统的反应单元；热萃取单元，用于使所述脱酸处理的甲基丙烯酸高碳醇酯物料在热萃取单元中用萃取水进行热萃取，得到经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料；脱色单元，用于在所述脱色单元中对经热萃取处理过的甲基丙烯酸高碳醇酯物料进行脱色处理，得到产品甲基丙烯酸高碳醇酯。13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述脱酸单元包括：水
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提馏塔，其中，所述反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雅楠，金欣，高国华，马东强，刘乐乐，苏朔，张耀，王宁，鱼鲲，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：