[發明專利]一種精對苯二甲酸生產中副產物醋酸甲酯催化水解工藝

有效

• 申請號: 200910024584.5
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101481293A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 管國鋒;萬輝;潘遠波;韓明娟
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C27/02
• 分類號: C07C27/02;C07C31/04;C07C53/08;C07C63/26;C07C51/16
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明涉及一種精對苯二甲酸生產中副產物醋酸甲酯催化水解工藝。?

背景技術

在精對苯二甲酸(PTA)生產過程中，目前采用的大都是液相高溫氧化法，該工藝以對二甲苯為原料，醋酸為溶劑，其中醋酸不完全燃燒生成醋酸甲酯是主要的副反應之一，這是醋酸消耗量較大和PTA生產成本較高的一個主要原因。目前PTA生產廠家，一般將醋酸甲酯循環到氧化反應器中，以抑制醋酸甲酯的生成，降低醋酸的消耗，但這不能從根本上解決副產物醋酸甲酯的回收利用問題。而將醋酸甲酯水解生成醋酸和甲醇，不但可以解決醋酸甲酯副產物回收利用問題，而且可以為化工生產提供重要的化工原料，醋酸可以作為PTA生產的原料繼續循環利用，而甲醇也是重要的化工原料。目前國內外現行的醋酸甲酯水解工藝主要采用固定床陽離子交換樹脂催化水解工藝和反應精餾催化水解工藝。?

近年來，國內外對醋酸甲酯催化水解進行了大量的研究。CN1171774A報道了醋酸甲酯反應精餾水解制醋酸和甲醇的方法，該反應精餾裝置包括精餾段，反應段和提餾段，在高水酯比和高回流比下，塔釜出料，醋酸甲酯水解率達到99.5％以上，但是該水解方法得到的塔釜液含水量較高。CN1927792A報道的醋酸甲酯催化水解工藝包括催化精餾塔、水解液分離塔、萃取精餾塔、甲醇精餾塔，其中稀醋酸送至醋酸提濃塔提濃。由于該工藝催化精餾塔塔頂采用全回流操作，僅有塔釜出料，塔釜液中含有甲醇、水、醋酸甲酯和醋酸四元混合液，其中甲醇與醋酸甲酯、水和醋酸甲酯均形成共沸物，導致后續分離困難。?

發明內容

本發明的目的是針對現有的醋酸甲酯水解工藝所存在的塔釜液含水量較高、后續分離困難等不足，而提供了一種固定床反應器與萃取-催化精餾塔耦合的精對苯二甲酸生產中副產物醋酸甲酯催化水解工藝。?

本發明的技術方案為：一種精對苯二甲酸生產中副產物醋酸甲酯催化水解工?藝，具體步驟如下：?

1)精對苯二甲酸生產過程中的副產物醋酸甲酯與水按摩爾比1∶1～6混合后的混合物A進入含強酸性陽離子交換樹脂催化劑的固定床反應器FBR進行催化水解反應；?

2)固定床反應器中的水解液B引入萃取-催化精餾塔中，其中萃取-催化精餾塔T1由上至下依次為萃取-精餾段1、反應段2、提餾段3；水解液B中未水解的醋酸甲酯與萃取-精餾段1頂部加入的水C在該塔反應段2反應，塔頂餾出醋酸甲酯和少量的水E，循環到固定床反應器中進行反應，塔釜出料為水、醋酸和甲醇的混合液D；?

3)萃取-催化精餾塔T1塔釜出料混合液D引入甲醇回收塔T2進行分離，塔頂餾出甲醇F，塔釜出料為醋酸和水的混合液G。?

其中步驟1)固定床反應器中反應溫度為50～65℃，空速為0.5～1.5立方米/(立方米反應體積·小時)。其中固定床反應器床層中裝填催化劑為強酸性陽離子交換樹脂，催化劑使用壽命1～2年。?

步驟1中，由于來自前一工段的醋酸甲酯原料中含有一部分金屬離子，首先進入固定床反應器，固定床反應器中的陽離子交換樹脂一方面作為水解催化劑，另外還可以作為金屬離子的離子交換劑，從而可以保護萃取-催化精餾塔中反應段中的催化劑，使萃取-催化精餾塔中反應段裝填的催化劑壽命大大的延長至2～3年。固定床反應器中催化劑的更換相對于萃取-催化精餾塔中催化劑更換要容易很多，因此該工藝可以降低操作難度。?

上述固定床反應器中的水解液B從萃取-催化精餾塔T1提餾段上部1/5～1/2處引入。?

上述萃取-催化精餾塔T1中，萃取-精餾段1的理論塔板數為1～15，反應段2理論塔板數為15～45，提餾段3理論塔板數為10～20。?

上述步驟2)萃取-精餾段1頂部加入的水與步驟1)中醋酸甲酯的進料摩爾比為2～8∶1；回流比為1～5∶1，進料空速為0.05～0.5立方米/(立方米反應體積·小時)。水作為反應物同時也作為醋酸甲酯與甲醇共沸物分離的萃取劑。?

上述步驟3)甲醇回收塔T2中，回流比為0.5～5∶1，理論塔板數15～50。?

下面結合附圖1對本發明作進一步詳細描述。?

固定床反應器FBR內裝填強酸性陽離子交換樹脂，萃取-催化精餾塔T1分?為三部分：上部萃取-精餾段1、中部反應段2、下部提餾段3，其中萃取-精餾段和提餾段裝填常規填料或塔板，反應段裝填強酸性陽離子交換樹脂捆扎包或其他催化精餾元件。甲醇回收塔內裝填常規填料或塔板。?

物料A醋酸甲酯與水首先進入固定床反應器FBR進行催化水解反應。?