[发明专利]一种丁二酸二烷基酯连续水解制备丁二酸的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在无酸性(或碱性)催化剂的情况下，通过反应蒸馏法将丁二酸二烷基酯水解成丁二酸和相应醇的方法。

本发明还涉及一种实现上述方法的装置。

背景技术

1，4-丁二酸又称为琥珀酸，是一种二元有机酸，它是一种重要的C4平台化合物，主要用在电子化学品、助焊剂、锡膏上用作助焊酸，有良好的助焊、酸化活性作用，配合己二酸及一定的表面活性剂和一些助剂即可提高助焊能力和配制可焊性好的，优质的松香型、环保型助焊剂。丁二酸在化学工业中用于生产染料、醇酸树脂、玻璃纤维增强塑料、离子交互树脂及农药等；在医药工业中用于合成镇静剂、避孕药及治癌物等，此外，还可用于分析试剂、食品铁质强化剂、调味剂以及配制电镀药水和PCB线路板药水.可作为合成复杂有机化合物的中间体。

丁二酸的制备方法主要有两种：一种是通过石化法生产，主要由马来酸酐电化学法生产的。这种电化学生产法不仅耗电量大，占地面积大，而且三废多污染大，是一种落后的生产工艺；二是以微生物发酵法生产，是将葡萄糖转化为丁二酸。微生物法制丁二酸由于其效率高、成本低、污染小等众多优点，正在被广泛深入地研究，国外已经有规模化生产，国内对发酵法制丁二酸的研究起步晚，尚未应用于实际生产。目前利用微生物发酵法制备提取丁二酸的专利有：US5034105(1991)、US5143834(1992)、US5168055(1992)、US5958744(1999)等，其专利保护内容主要涉及发酵用菌种、发酵工艺和提取工艺。

石化法制丁二酸因成本和环境污染等原因使丁二酸的生产规模和应用受到较大的制约。而微生物发酵法由于发酵过程中需要添加大量的钙镁盐来控制发酵的正常进行，因此高含量离子性物质加快树脂饱和，增加树脂再生次数，造成污水排放量大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种丁二酸二烷基酯连续水解制备丁二酸的方法。

本发明的又一目的在于提供一种实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的装置，主要包括：

至少一个用于水解反应和产物蒸馏的反应蒸馏塔，反应蒸馏塔为垂直放置，该反应蒸馏塔的中上部具有至少三个不同高度的进料口；

该反应蒸馏塔的下部连接一蒸汽发生器，用于产生水解反应和汽提的水蒸汽；

该反应蒸馏塔的顶部设有产物出口，该产物出口连接一冷凝器，用于冷却反应蒸馏塔顶部导出的醇和水的混合物，并保持反应蒸馏塔的压力；

该反应蒸馏塔底部设有出料口，并连接一塔釜；反应蒸馏塔内填充有瓷环或不锈钢网θ环的惰性填料。

本发明提供的丁二酸二烷基酯连续水解制备丁二酸的方法，通过选择反应蒸馏塔不同高度的进料口输入原料，以达到控制水解转化率，其主要步骤为：

将含有丁二酸二烷基酯的原料预热至30～200℃选择不同高度的进料口输入反应蒸馏塔内；预热至30～200℃的反应水与产生汽提蒸汽的水经过蒸汽发生器从反应蒸馏塔下部的水蒸汽进入反应蒸馏塔内；丁二酸二烷基酯和水的重量比为1∶1～1∶15；

在140～350℃水解反应温度下，丁二酸二烷基酯水解成的易挥发的醇和难挥发的丁二酸；醇从反应蒸馏塔的顶部的产物出口导出，经冷凝回收；丁二酸在反应蒸馏塔的底部出料口导出至塔釜，再分离出固体丁二酸。

本发明以简单经济的方式生产符合商业上普通纯度的丁二酸的方法，特别是不需要预水解反应器，可以在不使用酸(或碱)催化剂的情况下实现丁二酸二烷基酯的水解，再通过结晶分离生产出固体丁二酸产物。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

具体实施方式

请结合图1。本发明的反应蒸馏塔7为垂直放置，该反应蒸馏塔的中上部具有至少三个不同高度的进料口2、3、4，该三个进料口2、3、4均连接一原料管1。为了便于选择不同高度的进料口，在三个进料口2、3、4上均分别设有截止阀2a、3a、4a。反应蒸馏塔的下部连接一蒸汽发生器6，用于产生水解反应和汽提的水蒸汽，该蒸汽发生器6通过一管线5连接一水泵13。该反应蒸馏塔的顶部设有产物出口，该产物出口连接一冷凝器11，用于冷却反应蒸馏塔顶部导出的醇和水的混合物，并保持反应蒸馏塔的压力；该冷凝器11连接一出口管线12。该反应蒸馏塔底部设有出料口，并连接一塔釜9，该塔釜9连接一出口截止阀10。