[实用新型]一种用于生产丁二酸二甲酯的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于生产丁二酸二甲酯的装置，具体地说涉及一种以丁二酸及甲醇为原料经酯化反应生产丁二酸二甲酯的装置。

背景技术

丁二酸二甲酯，又称琥珀酸二甲酯。CAS：106-65-0，分子式C₄H₁₀O₄，分子量146.14，一般为无色结晶或液体，熔点19℃，沸点196.4℃，闪点90℃，密度1.1198，易溶于醚、甲醇、乙醇和丙酮等有机溶剂，微溶于水。丁二酸二甲酯广泛用于食品、香料、日用化工、医药、涂料、橡胶、塑料等行业、用于合成光稳定剂、高档涂料、杀菌剂、医药中间体、是一种重要的化工中间体。现有制备丁二酸二甲酯的工艺技术主要以丁二酸和甲醇酯化为主。酯化反应一般为可逆的平衡反应。目前工业上常用的酯化催化剂为硫酸、苯磺酸等可溶解或可均匀分散于反应液中的有机酸或无机酸，称为均相催化剂。均相催化剂与反应原料的接触效果优良，因此催化效率较高；然而在反应结束后酸性催化剂难以从反应体系中分离回收并加以重复利用，通常只能随废水排出。为此，人们开发了多种固体酸性催化剂用于酯化反应，这些催化剂在反应过程中不溶于反应液，称为非均相催化剂。非均相催化剂在反应完成后易于通过过滤、离心或沉降等机械分离手段分离回收，并可重复用于后续反应，因此可节约资源并减少污染。

目前可采用三类反应装置实施酯化反应。其一，釜式反应器。利用机械搅拌强化脂肪酸和醇的接触，并使固体催化剂悬浮分散于反应液中；利用外置的离心机或过滤机分离回收固体催化剂。其二，固定床反应器。将固体催化剂填充于反应管中形成多孔固定床，反应液流经固定床的空隙时与催化剂接触，随后从固定床出口排出并直接与催化剂分离。其三，流化床反应器。反应液在循环泵的驱动下，在反应器内形成湍流，带动固体催化剂颗粒悬浮分散，从而使各相得到良好接触；反应结束后，停止反应液循环，固体催化剂和反应液通过沉降分离，反应液排出后，固体催化剂可重复使用。

现有技术中，生产丁二酸二甲脂的主要设备包括酯化反应塔、分离塔等。由于酯化产物中丁二酸二甲脂、水、甲醇容易形成共沸物，分离困难，普遍采用共沸精馏的方式来分离产物，设备投资及操作费用高。CN201010552265.4公开了一种乙酸乙酯节能生产新工艺，可以解决酯化反应过程中存在的上述问题。所述的乙酸乙酯生产工艺由酯化、脱轻、精制和回收工段组成，在酯化和脱轻工段之间添加膜分离工段。酯化塔顶有机相经过膜分离脱除大部分水分，处理后的有机相一部分返回酯化塔回流，另一部分送往脱轻塔精制。所述膜分离工段包括真空罩（内含膜组件）、冷凝器、渗透液罐、缓冲罐和真空泵。本发明的方法能够极大减少水在酯化和脱轻工段中循环，节省酯化塔和脱轻塔的加热蒸汽，并能降低酯化塔和脱轻塔的负荷，进而增加酯化塔和脱轻塔的生产能力。但是该装置不仅构成复杂，占用空间大，而且在反应的同时不能对水进行随时分离，影响酯化效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开一种用于生产丁二酸二甲酯的装置。该装置能够在反应过程中分离出生成的水，提高酯化效率，大大降低了分离塔的负荷，降低了能耗。

一种用于生产丁二酸二甲酯的装置，包括原料混合罐、甲醇闪蒸罐及酯化塔，原料混合罐与酯化塔进料口相连接，甲醇闪蒸罐与酯化塔出料口相连接，所述的酯化塔包括位于塔轴线中心处的转动轴、塔内的分隔板、及筛板；筛板与上下相邻的分隔板之间形成若干个反应区及储水区，每个反应区设有物料进口及出后，上一反应区的物料出口与下一反应区的物料进口相连接，所述的筛板的筛孔内安装有渗透膜。

本实用新型中所述的酯化塔为立式，塔顶及塔底密封，转动轴穿过塔顶由电机提供转动轴所需动力。转动轴穿过分隔板及塔板的部分进行密封连接。

本实用新型中所述的转动轴，在通过反应区的部分，转动轴上安装有搅拌桨，搅拌桨为叶片式。

本实用新型中，所述的反应区及储水区的高度比为4:1-7:1。上一反应区的物料出口与下一反应区的物料进口之间设有油泵和降液管。降液管周围设有加热装置可对物料进行再次加热。

本实用新型中，所述的筛板开孔率为10-70%，筛孔内渗透膜的孔径为0.1-1nm，渗透膜可以直接固定在筛孔的孔壁上，也可以固定在与筛孔相匹配的其它管内。渗透膜利用反应区及储水区的压力差对水进行分离。

本实用新型中，所述的反应区的出料口均高于进料口，这样可以保持反应区具有一定液位。所述的储水区的侧壁上开有出水口。

与现有技术相比，本实用新型一种用于生产丁二酸二甲酯的装置，具有如下优点：