[發明專利]利用苯磺酸及其衍生物連續催化酯化合成醋酸正丙酯的方法

有效

• 申請號: 202010633844.5
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111747849B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 夏智軍;馮烈;陳云斌;鄭豐平;孫琪;李東;張建明
• 申請（專利權）人: 浙江建業化工股份有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C67/54;C07C69/14;B01J31/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種利用苯磺酸及其衍生物連續催化酯化合成醋酸正丙酯的方法：催化劑與醋酸混合形成混合液，先在酯化釜內預先加入混合液和正丙醇，然后向酯化釜內持續通入由醋酸與正丙醇組成的原料，酯化釜的加熱溫度為100～110℃；酯化釜內反應所得的酯化反應液進入脫酸塔進行脫酸處理；脫酸塔塔頂出料經冷凝器冷凝后，一部分返回至脫酸塔、另一部分進入酯水分離器中分層，作為產物的醋酸正丙酯位于分層所得的上層酯相中。本發明的方法能改善現有的連續酯化合成醋酸正丙酯工藝中采用硫酸催化劑所帶來的副反應與設備腐蝕等問題。

技術領域

本發明涉及化工領域；特別涉及一種連續酯化合成醋酸正丙酯的方法。

背景技術

硫酸是酯化反應工業應用常用的催化劑，然而由于其具有強氧化性與強酸性，在反應過程中容易引起副反應與設備腐蝕，并且易消耗，重復利用困難。尤其是在連續酯化合成醋酸正丙酯過程中，硫酸催化劑容易消耗，且釜液變得越來越粘稠，需定期更換釜液，嚴重影響了生產效率，同時產生了大量難處理的酸性廢液(中國專利CN?202766435U)。

醋酸正丙酯傳統生產工藝間歇性操作較多，排出的廢液量大，不僅生產效率很低，對環境的污染大，而且生產成本較高，目前已被連續法取代(綠色化工，2016，8:79-80)。隨著近年來人們對能耗與環保問題日益關注，醋酸正丙酯生產企業迫切需要開發新型的酯化催化劑，以替代硫酸。中國專利CN?102001936A提供了Lewis酸性離子液體催化劑，CN101863760A與CN?104610055?A均提供了催化劑強酸性陽離子交換樹脂，然而其催化劑成本遠高于硫酸，并且用量與塔釜原料之比高達20％顯著大于使用硫酸催化劑時的2％。此外，近年來研究人員還開發了硫酸銅(應用化工，2014，43(12)：2249-2251)、對甲基苯磺酸(中國專利CN108911976?A；化工中間體，2011，9：47-48)、雜多酸(應用化工，2008，37(8)：896-898)與磺化硅膠(廣州化工，2014，42(19)：34-36)作為催化劑。然而由于工藝條件等各種客觀原因，對甲基苯磺酸等上述催化劑僅限用于間歇反應，并未有在連續酯化合成工藝中應用的報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用苯磺酸及其衍生物連續催化酯化合成醋酸正丙酯的方法，本發明的方法能改善現有的連續酯化合成醋酸正丙酯工藝中采用硫酸催化劑所帶來的副反應與設備腐蝕等問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種利用苯磺酸及其衍生物連續催化酯化合成醋酸正丙酯的方法：

催化劑與醋酸混合形成混合液，混合液中催化劑的摩爾分數1～3％；先在酯化釜內預先加入混合液和正丙醇作為起始料，所述起始料中，混合液：正丙醇＝3:(1±0.1)的體積比；

然后向酯化釜內持續通入原料，所述原料由摩爾比為1：1的醋酸與正丙醇組成；酯化釜的加熱溫度為100～110℃(反應過程中始終保持該溫度)；

酯化釜內反應所得的酯化反應液進入脫酸塔進行脫酸處理；脫酸塔塔頂出現回流后，設置體積回流比為0.5～1：1(即，返回至脫酸塔的塔頂出料：進入酯水分離器的塔頂出料＝0.5～1:1的體積比)；脫酸塔塔頂出料經冷凝器冷凝后，一部分返回至脫酸塔、另一部分進入酯水分離器中分層，作為產物的醋酸正丙酯位于分層所得的上層酯相中；

所述催化劑為苯磺酸和/或其衍生物。

作為本發明的連續酯化合成醋酸正丙酯的方法的改進，包括以下步驟：

1)、所述混合液通過混合液進料閥b加入至酯化釜內，正丙醇通過正丙醇加料閥c加入至酯化釜內，所述混合液加料完畢后，關閉混合液進料閥b；正丙醇加料完畢后，關閉正丙醇加料閥c；

2)、加熱酯化釜至100～110℃，開啟冷凝器；酯化釜內反應所得的酯化反應液進入脫酸塔進行脫酸處理；脫酸塔塔頂出料經冷凝器冷卻后，全部回流至脫酸塔塔頂；