[发明专利]一种催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法及装置

权利要求书

1.一种催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于使用两步氧化法来生成ε-己内酯，利用催化反应精馏塔来解决生产不连续和ε-己内酯产率低问题，催化反应精馏塔包括两个反应段，一个提浓段和一个精馏段，原料从不同塔板处进入塔内，在提浓段对过氧化氢提浓，反应I区生成的过氧乙酸上行至反应II区，与环己酮发生氧化反应生成ε-己内酯；具体按以下步骤进行：

A.原料过氧化氢溶液与带水剂从塔顶位置注入，在反应精馏塔的提浓段对过氧化氢进行提纯；乙酸丁酯-水混合物由塔顶馏出，提纯后的过氧化氢与剩余的带水剂继续下行至反应区；

B.原料环己酮从反应II区上部流入反应精馏塔内，步骤A中下行的过氧化氢与该处环己酮反应，在没有催化剂的作用下生成微量的ε-己内酯，剩余的过氧化氢继续下行；

C.原料乙酸从反应I区中部流入反应精馏塔内，与步骤B中下行的过氧化氢发生反应，生成过氧乙酸与水；生成水被带水剂带出，生成的过氧乙酸经热量交换后，富集于气相中上行，未反应完的乙酸下行至反应精馏塔的底部馏出；

D.步骤C生成的过氧乙酸上行至反应II区后，与环己酮反应生成ε-己内酯以及乙酸，沸点较高的ε-己内酯下行至催化反应精馏塔的底部馏出。

2.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于反应精馏塔采用负压操作，绝对压力为0–10Kpa。

3.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于所用带水剂为乙酸丁酯，过氧化氢的质量分数为30％–50％。

4.如权利要求3所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于乙酸丁酯与过氧化氢的质量比为1–2：4。

5.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于乙酸与环己酮摩尔比为1–1.5：1。

6.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于催化反应精馏塔中，其反应区的温度为30–45℃，其塔底温度波动范围为70–90℃，其塔顶温度波动范围为20–35℃。

7.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于除反应I区为填料式外，其余部分均为塔板式；反应I区填充为附着催化剂的散堆填料；提浓段塔设有5–12块塔板，精馏段设有25–40块塔板。

8.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于反应精馏塔塔顶冷凝器的温度波动范围为10–25℃。

9.如权利要求1所述的催化反应精馏连续生产ε-己内酯的方法，其特征在于冷凝后的乙酸丁酯-水共沸物经分相器分层，上层有机相回流至催化反应精馏塔塔内，下层水相排出。

10.一种催化反应精馏连续生产ε-己内酯的装置，包括本体，其特征在于设有由提浓段(10)、反应段和精馏段(13)构成的三段式催化反应精馏塔，该塔中除反应段的反应I区为填料式外，其余为塔板式；塔顶设有气相出口，并与塔顶冷凝器(5)、分相器(8)、缓冲罐(7)、真空泵(6)依次连接；乙酸丁酯-水共沸物在分相器(8)内分层，上层乙酸丁酯回流，下层水相直接排出；塔底部设有液体进出口，其中液体进口与塔底重沸器(14)相连，液体出口与循环泵(16)相连，塔底重沸器与循环泵相连。