[發(fā)明專利]一種連續(xù)化檸檬酸三乙酯生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610154426.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN105693516A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建安;周永芳;陳平;曹立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇雷蒙化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C07C69/704
• 分類號(hào): C07C69/704;C07C67/08
• 代理公司: 宜興市天宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及酯類的制備方法，尤其涉及連續(xù)生產(chǎn)檸檬酸三乙酯的工藝及裝置。

背景技術(shù)

檸檬酸三乙酯（triethylcitrate）分子式C₁₂H₂₀O₇，主要用作膠黏劑和密封劑的增 塑劑，器溶解能力強(qiáng)，與許多樹脂有良好的相容性。用它増塑的制品有良好的耐油性、耐光 性和抗霉性。在許多醫(yī)療器具中廣泛使用，是一種綠色環(huán)保型增塑劑。

在現(xiàn)有的技術(shù)中已經(jīng)公開了多種制備檸檬酸三乙酯的方法，最常用的是以檸檬酸 和無水乙醇為原料，濃硫酸為強(qiáng)酸催化劑合成檸檬酸三乙酯，此方法都為間歇反應(yīng)，反應(yīng)如 下：

所述間歇反應(yīng)是指檸檬酸溶解于一定量的無水乙醇后，再由過量的無水乙醇不斷與檸 檬酸反應(yīng)，生成的水與乙醇共沸蒸餾，餾出淡乙醇，脫除生成的酯化水。由大量的無水乙醇 進(jìn)入酯化釜，促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行，在實(shí)際上述反應(yīng)過程中，檸檬酸與乙醇反應(yīng)，先生成檸 檬酸一乙酯，再生成檸檬酸二乙酯，然后再繼續(xù)反應(yīng)生成檸檬酸三乙酯。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，由于餾出的淡乙醇含有較高的水分，需重新脫水處理后，才能作 為生產(chǎn)檸檬酸三乙酯的原料使用，導(dǎo)致能耗較大生產(chǎn)成本較高，原料的利用率偏低，產(chǎn)能偏 小，并且增加了大量的附屬設(shè)備，投資多，設(shè)備利用率低，能耗大，產(chǎn)量小，是其一大缺點(diǎn)。同 時(shí)采用硫酸作強(qiáng)酸催化劑，對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，并且濃硫酸有很強(qiáng)的氧化性，副產(chǎn)物的生產(chǎn) 較多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，無需重新脫水處理，有 效降低生產(chǎn)和投資成本，設(shè)備及乙醇原料利用率高，能耗低并且設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，副產(chǎn)品較 少的連續(xù)化檸檬酸三乙酯生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了以下技術(shù)方案：一種連續(xù)化檸檬酸三乙酯生產(chǎn)系統(tǒng)，包 括順次輸送管道連接的溶解釜、初級(jí)酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜，深度酯化釜近頂端 設(shè)置有粗產(chǎn)品管道，其特征在于初級(jí)酯化釜頂端通過一號(hào)共沸管道連接上方的異形精餾 塔，異形精餾塔頂端通過濃縮管道連接其頂部附近的冷凝器，冷凝器底端連接高位槽，高位 槽通過一號(hào)回流管連接初級(jí)酯化釜和中度酯化釜，高位槽通過二號(hào)回流管連接異形精餾塔 頂端，深度酯化釜底端設(shè)置有無水乙醇進(jìn)料管道，深度酯化釜頂端設(shè)置二號(hào)共沸管道連接 中度酯化釜頂端，中度酯化釜頂端設(shè)置三號(hào)共沸管道連接初級(jí)酯化釜頂端。

作為優(yōu)選，異形精餾塔包括塔體，塔體上部為精餾區(qū)，塔體底部為空塔，空塔內(nèi)設(shè) 置有加熱器。

作為優(yōu)選，初級(jí)酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜內(nèi)均設(shè)置有攪拌裝置。

作為優(yōu)選，溶解釜、初級(jí)酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜之間的輸送管道上設(shè)置 有計(jì)量泵。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供了一種連續(xù)化檸檬酸三乙酯生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，其特 征在于包括以下步驟：

a.將無水檸檬酸與乙醇按質(zhì)量配比1∶（1.8-2.3），強(qiáng)酸催化劑的量是反應(yīng)物料總量的 0.05%-0.3%，投入溶解釜60℃-70℃攪拌溶解；

b.溶解后的物料通過輸送管道進(jìn)入初級(jí)酯化釜，酯化溫度控制120℃-125℃，反應(yīng)生成 水與乙醇共沸，通過一號(hào)共沸管道進(jìn)入異形精餾塔，乙醇得到濃縮，含量≥95%，經(jīng)冷凝器冷 卻進(jìn)入高位槽；

c.在初級(jí)酯化釜中當(dāng)反應(yīng)物酯化率達(dá)到80%-90%時(shí)，通過輸送管道用計(jì)量泵送入中度 酯化釜，同時(shí)高位槽的乙醇控制一號(hào)回流管流量計(jì)按計(jì)量回到中度酯化釜與反應(yīng)物料進(jìn)行 酯化反應(yīng)；

d．中度酯化釜酯化生成的水與乙醇共沸后通過三號(hào)共沸管道進(jìn)入初級(jí)酯化釜，最終通 過一號(hào)共沸管道進(jìn)入異形精餾塔，乙醇得到濃縮后循環(huán)利用，在中度酯化釜的物料酯化溫 度控制128℃-132℃，酯化率達(dá)到93%-96%時(shí)，由計(jì)量泵送入深度酯化釜；

e．在深度酯化釜中，為確保酯化深度，通過無水乙醇進(jìn)入管道加入無水乙醇，無水檸檬 酸與無水乙醇按質(zhì)量配比1∶0.62-0.76，無水乙醇從深度酯化釜釜底進(jìn)入，充分與反應(yīng)物混 合接觸，更利于釜內(nèi)反應(yīng)物酯化的徹底；

f．深度酯化釜進(jìn)行酯化時(shí)，乙醇與反應(yīng)生成水的水量已較少，所以乙醇含量仍＞95%， 把乙醇蒸餾物通過二號(hào)共沸管道進(jìn)入中度酯化釜進(jìn)行酯化，在深度酯化釜中，酯化溫度控 制135℃-140℃，酯化率達(dá)到≥99%后開始出粗酯成品。