进行平衡限制反应的方法技术

本发明专利技术涉及进行平衡限制反应的方法，如酯化反应和醇解反应。采用单一反应区和包含精馏区和汽提区的酸分离塔。单一反应区的温度和压力足以裂化形成于或引入所述单一反应区中的重质成分，并足以汽化至少一部分其中产生的所述至少一种酯产物。可控制和调节由酸分离塔向单一反应区中供应排出的塔底馏分的供应率以提供酸分离塔和单一反应区稳定而有效的操作。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请为美国专利申请第09/335,341号(申请日1999年6月17日)的部分继续申请。平衡限制反应可在单一反应器中进行，将产物从反应溶媒中选择性地移走，或者在多个反应器中进行，其中，在反应器阶段的每一段中将产物从反应溶媒中分离出来。一种类型的单一反应器方法公开于美国专利3,700,726中，该文献公开了一种制备乙二醇醋酸酯的方法，其中，反应器的操作温度为约150-225℃，压力为约25-150psia，在催化剂作用下使低级醋酸烷基酯与二醇醚反应，所述催化剂选自醇铝、醇钛和二烷基锡氧化物。从反应器中排出蒸气并进行蒸馏以回收联产物醇和塔底馏分，将塔底馏分再再循环至反应器中。从反应器中排出液体，使其在约130-180℃下操作的闪蒸塔中进行闪蒸。来自闪蒸塔的塔顶馏出物包含产物酯，将其经蒸馏进行纯化，而包含催化剂的来自闪蒸塔的残液被再循环至反应器中。另一种类型的单一反应器方法公开于美国专利4,280,010中，该文献公开了一种用于制备丙烯酸烷基酯的连续生产方法，该反应不采用醚，是使丙烯酸与具有C1-C4的链烷醇在液相中进行反应，它们的摩尔比为1∶1至1∶2。该方法在80-130℃下进行，压力为100-760mmHg，反应中采用硫酸或有机磺酸作为催化剂，形成的丙烯酸烷基酯通过蒸馏进行纯化。作为蒸发的一部分，丙烯酸烷基酯、反应水和未反应的链烷醇的共沸混合物从接近安装在反应区上的第一蒸馏区的上部蒸出。目前，欧洲专利申请0 733 617公开了另一种类型的单一反应器方法，该方法公开了在给质子催化剂存在下，在均相的液体且无溶剂的相中使链烷醇与(甲基)丙烯酸进行连续酯化反应，其中，在反应中产生的水和产生的烷基酯作为含水共沸物经安装于反应区上的精馏区的上部连续分离出去，塔顶的压力为0.1-1大气压，得到纯的(甲基)丙烯酸酯。欧洲专利申请0 779 268公开了一种从酯化反应混合物中回收基本上不含丙烯酸的丙烯酸正丁酯的方法，该方法是包括对来自酯化反应器的丙烯酸、丙烯酸正丁酯、正丁醇与水的汽化混合物进行蒸馏，冷凝汽化混合物，得到有机相和水相的第一冷凝物。然后，将部分有机相和水相加至丙烯酸分离塔。对来自丙烯酸分离塔的正丁醇、丙烯酸正丁酯与水的共沸混合物进行蒸馏，含水回流比为8.5∶1-17∶1。从蒸馏塔中移走丙烯酸塔底物流，并再循环至酯化反应器中。将一部分有机相进行回流对于丙烯酸分离塔的操作来说是有害的(参见第13页56行至14页5行)。将塔顶馏出物混合物冷凝，得到第二冷凝物，其被分离成富含丙烯酸正丁酯的有机相和水相。然后，排出基本上不含丙烯酸的富含丙烯酸正丁酯有机相。在分离水解回收装置和裂化反应器中处理后回收和再循环其它的反应物。通常，当反应器在单一反应器中进行时，为获得所需转化率采用的停留时间导致单位体积产物所需较大的反应器体积。进而，通常产生大量的蒸气除去产物和联产物，汽化后的反应物被回收并返回反应器中，导致能耗显著增加。反应物自身的回收可能造成不同的问题或需要更复杂的分离设计。在某些情形下，为使产物汽化以将其排出，提高温度，这导致不希望发生的副反应和/或采用低于大气压的压力，这进一步增加了操作成本。因此，人们仍然在寻找以在进行反应时能够减少总反应器体积和反应器的数量，减少反应物回收问题，提供所追求的转化率，无需显著的能耗，如过度的温度或过高的真空。本专利技术的方法部分涉及使至少一种羧酸与至少一种醇进行平衡限制反应以生产至少一种酯产物，该方法包括a.使至少一种含羧酸的原料与至少一种含醇的原料在酯化催化剂存在下在单一反应区中进行反应，反应区保持在足以产生至少一种酯产物的反应条件下，所述反应条件包括反应区的温度和压力足以裂化形成于或引入所述单一反应区中的重质成分，并足以汽化至少一部分其中产生的所述至少一种酯产物；b.从所述单一反应区中排出蒸气，将所述排出的蒸气引入酸分离塔的下部，所述酸分离塔包含精馏区，该精馏区位于所述排出的蒸气引入所述酸分离塔的位置的上方，还包含汽提区，该汽提区位于所述排出的蒸气引入所述酸分离塔的位置的下方，提供(在所述精馏区)包含所述至少一种酯产物的塔顶馏出物馏分和(在所述汽提区)包含水与所述至少一种羧酸的塔底馏分；c.从酸分离塔中排出塔底馏分并通过控制装置供应至少一部分所排出的塔底馏分至所述单一反应区，足以提供酸分离塔和单一反应区稳定的和有效的操作；和d.从酸分离塔排出塔顶馏出物馏分并从塔顶馏出物馏分中回收所述至少一种酯产物。在此实施方案中，较低纯度的进料物流，例如包含二丁基醚的粗丁醇物流或包含高浓度丙烯酸二聚物或其它迈克尔加成重质成分的粗丙烯酸物流可用于本专利技术的方法中，由其它采用类似平衡限制反应的方法，如聚集平衡限制方法产生的含重质残余物的物流也可使用。同样，在该实施方案中，根据用于形成产物/水共沸物，如丙烯酸丁酯/水共沸物所需的水比例，可控制和调节由酸分离塔向单一反应区中供应排出的塔底馏分的供应率。如果该比率太低，则在单一反应区中的液体含量将因产物如丙烯酸丁酯浓度的聚集而升高，导致单一反应区不能有效地进行操作。如果该比率太高，则通过丙酸丁氧基酯(BBP)/水共沸物，过量的水将从单一反应区除去副产物如BBP，这造成在酸分离塔中BBP浓度较高，导致酸分离塔的操作不稳定并且效率下降。本专利技术的方法也部分涉及使至少一种羧酸与至少一种醇进行平衡限制反应以生产至少一种酯产物的方法，该方法包括a.使至少一种含羧酸的原料与至少一种含醇的原料在酯化催化剂存在下在单一反应区中进行反应，反应区保持在足以产生至少一种酯产物的反应条件下，所述反应条件包括反应区的温度和压力足以裂化形成于或引入所述单一反应区中的重质成分，并足以汽化至少一部分其中产生的所述至少一种酯产物；b.从所述单一反应区中排出蒸气，将所述排出的蒸气引入酸分离塔的下部，所述酸分离塔包含精馏区，该精馏区位于所述排出的蒸气引入所述酸分离塔的位置的上方，还包含汽提区，该汽提区位于所述排出的蒸气引入所述酸分离塔的位置的下方，提供(在所述精馏区)包含所述至少一种酯产物的塔顶馏出物馏分和(在所述汽提区)包含水与所述至少一种羧酸的塔底馏分；c.向所述酸分离塔中在酸分离塔的塔底与引入所述酸分离塔所述排出蒸气的位置之间的区域中引入至少一种醇，这种醇可与包含于所述含醇原料中的醇相同或不同，引入的这种醇的量应足以提供所述酸分离塔稳定和有效的操作，如减少或消除在所述酸分离塔中的泡沫；d.从酸分离塔中排出塔底馏分并通过控制装置供应至少一部分所排出的塔底馏分至所述单一反应区，足以提供酸分离塔和单一反应区稳定的和有效的操作；和e.从酸分离塔排出塔顶馏出物馏分并从塔顶馏出物馏分中回收所述至少一种酯产物。在此实施方案中，通过向酸分离塔中在酸分离塔的塔底与引入所述酸分离塔所述排出蒸气的位置之间的区域中引入或者新鲜或者再循环使用的醇而使酸分离塔具有操作稳定性。不仅对于操作稳定性和有效性来说，而且对于在塔顶馏出物中减少羧酸漏出来说，控制在蒸馏塔基中的发泡均是很重要的。发泡可能会源于在酸分离塔中不稳定的组成区域和/或高碱再循环率。本专利技术的方法还部分涉及使至少一种不饱和羧酸与至少一种醇进行平衡限制反应以生产至少一种不饱和酯产物的方法，该方法包括a.使至少一种含不饱和羧酸的原料与至少一种含醇的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使至少一种羧酸与至少一种醇进行平衡限制反应以生产至少一种酯产物的方法，该方法包括：ａ．使至少一种含羧酸的原料与至少一种含醇的原料在酯化催化剂存在下在单一反应区中进行反应，反应区保持在足以产生至少一种酯产物的反应条件下，所述反应条件包 括反应区的温度和压力足以裂化形成于或引入所述单一反应区中的重质成分，并足以汽化至少一部分其中产生的所述至少一种酯产物；ｂ．从所述单一反应区中排出蒸气，将所述排出的蒸气引入酸分离塔的下部，所述酸分离塔包含精馏区，该精馏区位于所述排出的蒸气 引入所述酸分离塔的位置的上方，还包含汽提区，该汽提区位于所述排出的蒸气引入所述酸分离塔的位置的下方，提供（在所述精馏区）包含所述至少一种酯产物的塔顶馏出物馏分和（在所述汽提区）包含水与所述至少一种羧酸的塔底馏分；ｃ．从酸分离塔中排出塔底 馏分并通过控制装置供应至少一部分所排出的塔底馏分至所述单一反应区，足以提供所述酸分离塔和所述单一反应区稳定的和有效的操作；和ｄ．从酸分离塔排出塔顶馏出物馏分并从塔顶馏出物馏分中回收所述至少一种酯产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F霍，LA帕特森，CB泰利斯，
申请(专利权)人：联合碳化化学及塑料技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]