[发明专利]一种乳酸异辛酯的节能环保生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳酸异辛酯的节能环保生产工艺。

背景技术

乳酸酯是重要的合成原料和工业溶剂，在医药、食品、涂料等领域有着广泛的应用。乳酸异辛酯是无色透明，具有辛香味的液体，适合用于作为涂料和润滑油等的高沸点溶剂。直接酯化法合成乳酸异辛酯的其中之一原料为乳酸，乳酸又名2-羟基丙酸，可以从玉米等的农作物中发酵得到，是一种可再生原料，因此乳酸异辛酯又是一种绿色环保溶剂。

传统的乳酸异辛酯生产工艺中，酯化反应经常以硫酸作为催化剂，对设备的腐蚀性比较大，副产物较多。其次，酯化反应后的混合液经常用液碱中和混合液中剩余的乳酸，这样浪费了比较多的乳酸，而且液碱的使用量比较大，同时会产生大量的废水污染环境。最后，用液碱中和乳酸时由于碱过量，中和的过程中会有浊液的产生，使油相与水相分离困难，影响成品的收率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种乳酸异辛酯的节能环保生产工艺，在传统的生产工艺基础上进行改进，酯化反应过程切分为初步反应和深入反应两个两步骤，用酸性树脂作为催化剂，通过水洗过程回收反应后混合液中大部分的乳酸，水洗后的含有乳酸的废水经过脱水塔回到酯化反应过程的初步反应中继续反应。这样既可以使乳酸得到充分的利用，降低液碱的消耗，减少含盐废水的排放，又可以使初步反应中水含量的增加，抑制聚乳酸的生成。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种乳酸异辛酯的节能环保生产工艺，包括以下步骤：

(1)将异辛醇与乳酸按摩尔质量比为1.6:1～2.0:1在管道中混合后经过加热器加热到约100℃后，进入到第一反应釜，在催化剂作用下，进行酯化反应；

(2)第一个反应釜中乳酸的转化率达到55-60％时，反应混合物进入到第二个反应釜中，在催化剂作用下，进行酯化反应；

(3)第二反应釜中的乳酸转化率达到85％～90％时，出料到水洗塔中进行水洗，反应后的混合物进入水洗塔前首先要与水在管道中相遇，再经过混合器的充分混合才能进入到水洗塔，在水洗塔中进行水洗、静置、分层，水洗塔的顶部为油相，底部为水相；

(4)水洗塔顶部的油相与液碱经过混合器的充分混合后进入到碱洗塔中进行静置和分层，碱洗塔的顶部为油相的粗酯，底部为水相的含乳酸废水，其中粗酯进入到脱轻塔中进行脱去异辛醇等轻组分，得到乳酸异辛酯，含乳酸废水则进入到废水回收系统中进行回收处理；

(5)步骤(3)中水洗塔底部的水相中含有乳酸，水相进入到脱水塔中脱去大部分的水，剩下的少部分水和乳酸回流到第一反应釜中进行反应，使到第一反应釜中的水含量比第二反应釜高，同时达到回收乳酸，降低液碱的消耗和废水的排放的目的。

优选的，步骤(1)中所使用的乳酸纯度为85％～90％，所使用的异辛醇纯度为99.0％～99.7％。

优选的，酯化反应过程中使用的催化剂为阳离子酸性树脂催化剂，催化剂用量为总反应物量的2.5％～3.0％。

进一步优选的，所述的第一和第二反应釜中都存在树脂固定床，催化剂在反应前倒进固定床中进行固定，反应完成后直接固液分离，不用经过水洗回收催化剂。

优选的，水洗后含有乳酸的水从脱水塔的塔中进料，脱去大部分的水，剩下的少部分水和乳酸回流到第一反应釜中，使得第一反应釜中水含量控制在5％～10％范围内，第二反应釜中水含量控制在0.5％～1.0％范围内，第一反应釜中的水含量偏高是为抑制乳酸自聚成丙交酯或者聚乳酸，第二反应釜中水含量偏低是为了使酯化反应向生成乳酸异辛酯的方向进行，提高乳酸的转化率。

本发明的有益效果：