[發(fā)明專利]一種癸二酸二甲酯的生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110870322.1
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113443983B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 計(jì)建炳;李夢靜;陸向紅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C67/48;C07C69/50
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

本發(fā)明公開了一種癸二酸二甲酯的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法采用固體酸催化劑催化癸二酸與甲醇酯化生產(chǎn)癸二酸二甲酯，具體操作過程為癸二酸熔融，初級酯化釜反應(yīng)和固定床終級反應(yīng)，其中初級酯化釜反應(yīng)采用甲醇流加耦合汽化脫水的方法，在略高于癸二酸熔點(diǎn)的溫度下反應(yīng)，將95%以上的癸二酸轉(zhuǎn)化為癸二酸甲酯，固定床終級反應(yīng)在低于甲醇沸點(diǎn)的溫度下反應(yīng)，將初級反應(yīng)產(chǎn)物中殘留的少量羧酸進(jìn)行精細(xì)化反應(yīng)，提高酯化率，降低產(chǎn)品酸值，提高產(chǎn)品純度。本發(fā)明反應(yīng)時(shí)間短，酯化率高，產(chǎn)品純度高，催化劑易于分離且壽命長，甲醇用量少，能耗低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脂肪酸的酸催化酯化方法，具體涉及一種癸二酸二甲酯的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

癸二酸二甲酯作為一種用途廣泛的有機(jī)化工產(chǎn)品，常被用于制備表面活性劑、皮革添加劑、紡織助劑等。目前制備癸二酸二甲酯的主要方法是將癸二酸和甲醇在酸催化下酯化生成。所用的酸催化劑主要有硫酸、對甲基苯磺酸等均相催化劑和固體酸催化劑兩大類。CN1070395A公開了一種濃硫酸為催化劑的生產(chǎn)方法。將癸二酸和甲醇按一定比例加入攪拌釜中，加入一定量的濃硫酸，當(dāng)癸二酸全部溶解后，溫度降至溶液形成分界面后，分離出水相；繼續(xù)加入甲醇和癸二酸，進(jìn)行第二步酯化，脫醇，分離水相；再補(bǔ)加甲醇和癸二酸，進(jìn)行第三步酯化。再經(jīng)水洗、中和、水洗、減壓蒸餾脫除水份，制得癸二酸二甲酯。該方法步驟復(fù)雜，而且以濃硫酸為催化劑，設(shè)備易于腐蝕，濃硫酸難以回收，并產(chǎn)生大量酸性廢水污染環(huán)境。在水洗脫酸、蒸餾脫水的過程中，易使產(chǎn)品返酸、色澤加深。CN102351692A公開了一種固體酸為催化劑的生產(chǎn)方法。將癸二酸、甲醇和固體酸催化劑以一定比例加入到酯化釜中，攪拌、加熱，進(jìn)行兩級酯化，第一級酯化溫度為70℃-85℃，酯化時(shí)間3h-4h，第一級酯化結(jié)束后，90℃下蒸除反應(yīng)物中的醇和水，然后在110℃-140℃下進(jìn)行二級酯化。二級酯化后得到的粗產(chǎn)物經(jīng)碳酸鈉溶液中和、精餾后得到癸二酸二甲酯產(chǎn)品。采用固體酸催化劑解決了硫酸為催化劑的問題，但由于反應(yīng)在釜式攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行，第一級酯化溫度介于甲醇和水的沸點(diǎn)之間，使加入的甲醇部分汽化，不僅消耗熱能而且降低了反應(yīng)體系中甲醇濃度，另外酯化生成的水又不易蒸除，從而受可逆反應(yīng)限制，酯化速率慢、酯化時(shí)間長，酯化率低。第二級酯化溫度高于水的沸點(diǎn)，有利于水的脫除，但會造成大量甲醇餾出，存留在反應(yīng)體系中的甲醇量很少，不利于第二級酯化反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)品仍有較高酸值，需通過精餾精制，進(jìn)一步增加了能耗和設(shè)備投入。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種癸二酸二甲酯的生產(chǎn)方法。

為達(dá)到上述目的，提出以下技術(shù)方案：

一種癸二酸二甲酯的生產(chǎn)方法，具體包括如下步驟：

1）癸二酸熔融：將固體癸二酸加入到熔融釜中，加熱至癸二酸全部熔融；

2）初級酯化釜反應(yīng)：用癸二酸進(jìn)料泵將熔融后的液體癸二酸泵入裝有固體酸催化劑的初級酯化釜，加熱至反應(yīng)溫度后，用甲醇進(jìn)料泵將液體甲醇流加到初級酯化釜中，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，至初級反應(yīng)物的酸值小于20mgKOH/g后，采用第一輸液泵將初級反應(yīng)物泵入配料罐，初級酯化釜頂部餾出的醇水混合物通過精餾回收甲醇；

3）固定床終級反應(yīng)：采用甲醇進(jìn)料泵將液體甲醇按一定的醇酸比泵入加有初級反應(yīng)物的配料罐中，攪拌混合后，用第二輸液泵將混合液泵入裝有固體酸催化劑的固定床反應(yīng)器中，使初級反應(yīng)產(chǎn)物與甲醇在固定床反應(yīng)器中發(fā)生酯化反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)混合液的流量控制物料在固定床反應(yīng)器中的停留時(shí)間，以確保初級反應(yīng)產(chǎn)物與甲醇在固定床反應(yīng)器中停留足夠的時(shí)間，使從固定床反應(yīng)器流出的產(chǎn)物的酸值達(dá)到產(chǎn)品要求，從固定床反應(yīng)器流出的產(chǎn)物經(jīng)過蒸發(fā)釜脫除其中的少量甲醇和水后，得到癸二酸二甲酯產(chǎn)品，輸送至產(chǎn)品儲罐。

進(jìn)一步地，步驟1）中熔融釜的溫度為130~150℃。

進(jìn)一步地，所述的固體酸催化劑為強(qiáng)酸性離子交換樹脂或磺化炭。