合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，应用于制备C1-C4低碳醇合成二元羧酸酯连续酯化反应。塔釜与管式反应器出口相连，管式反应器出口与回流塔下出口相连，回流塔上出口与塔头进口相连；塔头出口与第一冷凝器相连；回流器与第一冷凝器出口相连，回流器出口与废醇接收罐入口相连；二元羧酸原料罐出口与第一进料泵入口相连，第一进料泵的出口与第一预热器相连，低碳醇原料罐出口与第二进料泵入口相连，第二进料泵的出口与第二预热器相连，塔釜底部出口与第二冷凝器入口相连，第二冷凝器出口与产品储罐相连。效果是：通过回流塔回流减少目的产物二元羧酸酯的损失，提高产品收率。实现连续性操作，转化率达99％以上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及制备羧酸酯用的反应装置领域，特别涉及用于二元羧酸和C1-C4低碳醇合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置。
技术介绍
丁二酸酯、戊二酸酯等二元羧酸酯是无色透明液体，易溶于醇、醚，不溶于水，广泛用作生产溶剂和增塑剂，是重要的有机合成原料。二元羧酸酯一般采用以羧酸和醇为原料酯化反应制备，反应原理是醇分子中的羟基氢原子再催化剂作用下被酰基取代而生成酯的反应。此反应属于可逆热力学平衡反应，在反应过程中将反应产物中的水连续脱出有利于促进反应向正方向进行。目前，传统酯化工艺是以硫酸、硝酸等液体无机酸作为催化剂，在釜式反应釜中进行间歇反应，即在一定容积的酯化反应釜中投入二元羧酸、醇以及催化剂，在一定温度和压力下进行酯化反应，生成二元羧酸酯及副产物水。副产物水通过醇蒸发带出，醇及水蒸气用冷却水冷却为粗醇进入醇蒸馏工序进行精馏，反应混合物达到规定的酸值时，停止加热，将产品放出，反应釜中重新投入原料再进行下一批反应。例如英国专利(GB143069)公开的工艺方法是使用浓硫酸作为催化剂，采用釜式反应器反应，蒸馏的方法除水。此种工艺酯化反应进行不完全，二元羧酸的酯化转化率不高，最高仅能达到60-70 %，还存在无机酸对设备的腐蚀严重和反应产物的三废处理等环境污染问题。德国专利(DE19610564)公开的是多个釜式反应器串联，反应在搅拌条件下进行，工艺操作复杂，设备投资较大。世界专利(W09008127)公开的是将管式反应器内部分成多个床层，固体催化剂松散地装在床层中，醇蒸汽在酸液中以鼓泡的方式达到与酸、固体催化剂接触，在一定压力下进行反应。但该种工艺的反应器有多个床层，催化剂装填及更换操作比较繁琐。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，用于二元羧酸和低碳醇合成二元羧酸酯。本技术采用的技术方案是合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，包括塔釜、管式反应器、回流塔、塔头、第一冷凝器、第二冷凝器、回流器、废醇接收罐、二元羧酸原料罐、低碳醇原料罐、产品储罐、第一进料泵、第二进料泵、第一预热器和第二预热器。其特征是塔釜与管式反应器下出口相连，管式反应器上端出口与回流塔下出口相连，回流塔上出口与塔头进口相连，回流塔用于连续酯化反应过程中含水低碳醇蒸汽在上升过程中夹带的产物二元羧酸酯的回流，以减少目的产物二元羧酸酯的损失；塔头底部出口与第一冷凝器相连，第一冷凝器用于连续酯化反应过程中蒸馏出物含水废醇的冷凝回收，回流器与第一冷凝器出口相连，回流器出口与废醇接收罐入口相连；二元羧酸原料罐出口与第一进料泵入口相连，第一进料泵的出口与第一预热器相连，低碳醇原料罐出口与第二进料泵入口相连，第二进料泵的出口与第二预热器相连，塔釜底部出口与第二冷凝器入口相连，第二冷凝器出口与产品储罐相连。所述的塔釜是产品接收釜。塔釜设有液位传感器和电热包加热装置，塔釜的底部开有产品取样口。第二冷凝器出口与产品储罐之间的管线上连接有电磁阀，通过电磁阀调节塔釜产品排出量，控制塔釜的液位平衡。所述的管式反应器是夹套式电加热保温反应器，采用单床层结构，内部装有催化 剂装填件，管式反应器顶部开有催化剂装填口和羧酸原料进料口，管式反应器底部开有催化剂卸料口和低碳醇进料口。所述的第一冷凝器和第二冷凝器是采用夹套结构的传热装置，夹套中为冷却换热介质。所述的二元羧酸为C2 ClO的脂肪族或芳香族二元羧酸。所述的低碳醇为Cl C4的脂肪族低碳醇。本技术的有益效果本技术合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，采用单床层管式反应器，内部装有催化剂装填件，用于催化剂的装填，可解决反应过程中由于床层压降与阻力大而发生泛塔的问题，并使二元羧酸原料和低碳醇原料逆流时在催化剂表面充分接触，以达到最佳反应效果。通过回流塔回流减少目的产物二元羧酸酯的损失，从而提高产品收率。反应过程中能够连续进料和连续出料，实现了连续性操作，并且可以随时取样测产品酸值，根据酸值大小及时调整反应温度和进料速度等参数，以获得最高转化率。该反应装置羧酸转化率可达99%以上、操作简单、易拆卸、易清洗、环境污染小，更易于实现工业化生产。附图说明图I是本技术合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置结构剖面示意图。图中，I-塔釜，2-管式反应器，3-回流塔，4-塔头，5-第一冷凝器，6_第二冷凝器，7-回流器，8-废醇接收罐，9- 二元羧酸原料罐，10-低碳醇原料罐，11-产品储罐，12-第一进料泵，13-第二进料泵，14-第一预热器，15-第二预热器，16-液位计，17- 二元羧酸进料口，18-低碳醇进料口，19-电热包加热装置，20-产品取样口，21-电磁阀，22-催化剂装填件，23-催化剂装填口，24-催化剂卸料口，25-回流视窗。具体实施方式实施例I :以一个合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置为例，对本技术作进一步详细说明。参阅图I。本技术合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，包括塔釜I、管式反应器2、回流塔3、塔头4、第一冷凝器5、第二冷凝器6、回流器7、废醇接收罐8、二元羧酸原料罐9、低碳醇原料罐10、产品储罐11、第一进料泵12、第二进料泵13、第一预热器14和第二预热器15。塔釜I是产品接收釜，塔釜I设有液位传感器16和电热包加热装置19，塔釜I的底部开有产品取样口 20。第二冷凝器6出口与产品储罐11之间的管线上连接有电磁阀21。塔釜I与管式反应器2下出口相连，管式反应器2是夹套式电加热保温反应器，采用单床层结构，内部装有催化剂装填件22，管式反应器2顶部开有催化剂装填口 23和羧酸原料进料口 17，管式反应器2底部开有催化剂卸料口 24和低碳醇进料口 18。管式反应器2上端出口与回流塔3下出口相连，回流塔3上出口与塔头4进口相连；塔头4底部出口与第一冷凝器5相连；回流器7与第一冷凝器5出口相连，回流器7出口与废醇接收罐8入口相连；二元羧酸原料罐9出口与第一进料泵12入口相连，第一进料泵12的出口与第一预热器14相连，低碳醇原料罐10出口与第二进料泵13入口相连，第二进料泵13的出口与第二预热器15相连，塔釜I底部出口与第二冷凝器6入口相连，第二冷凝器6出口与产品储罐11相连。第一冷凝器5和第二冷凝器6是采用夹套结构的传热装置，夹套中为冷却换热介质。合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置的工艺操作流程如下参阅图I。强酸性阳离子交换树脂催化剂装填到管式反应器2中，塔釜I、管式反应器2、第一预热器14、预热器15分别升温到指定温度，第一冷凝器5、第二冷凝器6通冷却介质，回流器7控制全回流，开启第二进料泵13，观察回流视窗25中有回流时开启第一进料泵12，回流器7控制回流比。二元羧酸和低碳醇连续酯化反应的工艺操作条件范围如下低碳醇与二元羧酸进 料速度比为I. 5 I 3. O 1，低碳醇进料速度100-500g/h，塔釜控制温度105 120°C，管式反应器控制温度110 130°C，预热器控制温度90 100°C。权利要求1.一种合成二元羧酸酯的管式连续酯化反应装置，包括塔釜(I)、管式反应器(2)、回流塔(3)、塔头(4)、第一冷凝器(5)、第二冷凝器￠)、回流器(7)、废醇接收罐(8)、二元羧酸原料罐(9)、低碳醇原料罐(10)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺俊海，程光剑，黄集钺，琼伟格，田振英，石鸣彦，王红，李志宇，王永梅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。