脫水后的純度較高的乙醇溶液冷卻后返回至反應(yīng)釜中繼續(xù)參與反應(yīng)及帶出反應(yīng)生成的水；滲透液蒸汽在真空泵抽吸下進(jìn)入冷凝器，冷凝后至滲透液儲罐進(jìn)行收集。反應(yīng)進(jìn)行至6.7h后反應(yīng)釜中水含量為0.27wt.%，酸值為16.8mg (KOH)/g，停止反應(yīng)，蒸出反應(yīng)物中乙醇，中和、水洗后，減壓蒸餾得到產(chǎn)品，計算收率為88.9%。
[0027]實(shí)施例2
如圖2所示，在反應(yīng)釜中，3kg己酸與4.5L無水乙醇在0.2kg對甲苯黃酸催化劑催化作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為110°C，在0.15MPa左右操作壓力下精餾柱塔頂溫度控制在100°C左右，其中精餾柱高度0.8 m、塔徑約為37 _，精餾柱內(nèi)填充有3 mmX0.5_規(guī)格的玻璃彈簧填料。反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)部分冷凝后，冷凝液作為回流液，回流比為2，未凝蒸汽經(jīng)補(bǔ)熱器補(bǔ)熱后進(jìn)入膜分離機(jī)組，料液側(cè)操作壓力約為0.3MPa。該膜分離機(jī)組由3根單管NaA分子篩膜組件串聯(lián)而成，膜面積為0.045 m2，滲透側(cè)壓力為560Pa。脫水后的純度較高的乙醇溶液冷卻后返回至反應(yīng)釜中繼續(xù)參與反應(yīng)及帶出反應(yīng)生成的水；滲透液蒸汽在真空泵抽吸下進(jìn)入冷凝器，冷凝后至滲透液儲罐進(jìn)行收集。反應(yīng)進(jìn)行至2.3h后反應(yīng)釜中水含量為0.09wt.%，酸值為10.8mg (KOH)/g，停止反應(yīng)，蒸出反應(yīng)物中乙醇，中和、水洗后，減壓蒸餾得到產(chǎn)品，計算收率為92.8%。
[0028]實(shí)施例3
如圖1所示，在反應(yīng)釜中，2kg己酸與1.6L無水乙醇在0.005kg硫酸氫鈉復(fù)合催化劑催化作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為90°C，常壓下精餾柱塔頂控制在78°C左右，其中精餾柱高度0.8 m、塔徑約為37 mm，精餾柱內(nèi)填充有3 mmX0.5 mm規(guī)格的玻璃彈簧填料。反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣在精餾柱內(nèi)與回流液進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，塔頂餾出液一部分作為回流液，回流比為3，另一部分作為蒸汽滲透脫水過程的原料液，經(jīng)蒸發(fā)器加熱汽化后進(jìn)入膜分離機(jī)組，料液側(cè)壓力控制在0.2MPa左右。該膜分離機(jī)組由2根單管T型分子篩膜組件串聯(lián)而成，膜面積為0.03 m2，滲透側(cè)壓力控制在267Pa。脫水后的純度較高的乙醇溶液冷卻后返回至反應(yīng)釜中繼續(xù)參與反應(yīng)及帶出反應(yīng)生成的水；滲透液蒸汽在真空泵抽吸下進(jìn)入冷凝器，冷凝后至滲透液儲罐進(jìn)行收集。反應(yīng)進(jìn)行至3.6h后反應(yīng)釜中水含量為0.18wt.%，酸值為9.7mg(KOH)/g停止反應(yīng)，蒸出反應(yīng)物中乙醇，過濾催化劑后直接減壓蒸餾得到產(chǎn)品，計算收率為93.3%。
【主權(quán)項】
1.一種反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝，其特征在于，包括如下步驟:在催化劑的作用下，由己酸與乙醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)混合物進(jìn)行精餾，至少部分的精餾得到的塔頂輕組分進(jìn)入蒸汽滲透膜進(jìn)行脫水，脫水后的物料返回至己酸與乙醇的反應(yīng)體系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝，其特征在于:蒸汽滲透膜的材質(zhì)選自分子篩膜、殼聚糖膜或PVA膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝，其特征在于:采用的催化劑選自濃硫酸、對甲苯黃酸或者硫酸氫鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝，其特征在于:精餾的塔內(nèi)壓力操作方式采取常壓或加壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝，其特征在于:精餾的回流比是O?10 ;蒸汽滲透膜原料側(cè)的表壓為O?IMPa ;蒸汽滲透膜滲透側(cè)的絕壓是10?8000Pa。6.—種反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成裝置，包括有反應(yīng)釜(1)、精餾柱(2)、蒸汽滲透膜(7)，其特征在于:精餾柱(2)設(shè)置于反應(yīng)釜(I)的頂部，精餾柱(2)的頂部連接于塔頂冷凝器(3)的入口，塔頂冷凝器(3)的至少一個出口連接于蒸汽滲透膜(7)的料液側(cè)的入口，蒸汽滲透膜(7 )的料液側(cè)的出口連接于反應(yīng)釜(I)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成裝置，其特征在于:塔頂冷凝器(3)的至少一個出口與蒸汽滲透膜(7)的料液側(cè)的入口的連接方式是:塔頂冷凝器(3)的至少一個出口依次通過回流罐(4)、回流泵(5)、蒸發(fā)器(6)連接蒸汽滲透膜(7)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成裝置，其特征在于:塔頂冷凝器(3)的至少一個出口與蒸汽滲透膜(7)的料液側(cè)的入口的連接方式是:塔頂冷凝器(3)的至少一個出口通過過熱器(14)連接于蒸汽滲透膜(7)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成裝置，其特征在于:蒸汽滲透膜(7)的滲透側(cè)連接有滲透液冷凝器(11)、真空泵(12)和滲透液罐(13)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成裝置，其特征在于:蒸汽滲透膜(7)的料液側(cè)的出口與反應(yīng)釜(I)的連接方式是:蒸汽滲透膜(7)的料液側(cè)的出口依次通過成品冷卻器(8)、成品緩沖罐(9)、輸送泵(10)與反應(yīng)釜(I)連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反應(yīng)與蒸汽滲透脫水耦合的己酸乙酯合成工藝及裝置，屬于滲透汽化膜分離應(yīng)用及有機(jī)物合成技術(shù)領(lǐng)域。反應(yīng)釜中的己酸與乙醇經(jīng)加熱到一定反應(yīng)溫度后，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)主要生成己酸乙酯和水。反應(yīng)過程中釜內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過精餾柱后，與回流液進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，經(jīng)傳遞后乙醇與水從精餾柱塔頂餾出，餾出物作為蒸汽滲透膜脫水的原料，進(jìn)行蒸汽滲透脫水，脫水后的純度較高的乙醇溶液經(jīng)冷卻返回至反應(yīng)釜中。本發(fā)明在未引入其他對環(huán)境有害的帶水劑的情況下，經(jīng)乙醇帶水-脫水過程，使得酯化反應(yīng)中的水不斷被移除，促進(jìn)反應(yīng)向生產(chǎn)酯的方向移動，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，避免帶水劑的后處理及環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C07C67/48, C07C67/08, C07C69/24
【公開號】CN104926653
【申請?zhí)枴緾N201510321247
【發(fā)明人】余從立, 楊龍, 顧學(xué)紅, 慶祖森
【申請人】江蘇九天高科技股份有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月11日