[发明专利]一种丙二酸二酯的生产方法及系统

说明书

本发明公开了一种丙二酸二酯的生产方法及系统。所述方法包括：在CO气氛下，使包含有氯乙酸酯、低碳醇、碳酸钠、钴膦催化剂和溶剂的混合反应体系于70‑120℃，压力为1‑10MPa的条件下进行羰基化反应，制得丙二酸二酯；优选的，所述丙二酸二酯包括丙二酸二甲酯和/或丙二酸二乙酯。本发明提供的丙二酸二酯生产方法及工艺系统具有反应条件温和、反应转化率和丙二酸二酯选择性高、反应流程短、物料腐蚀性小、不涉及剧毒物料、副产物容易处理、废液量少等优点。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种丙二酸二酯的生产方法及系统

背景技术

丙二酸二酯分子内由于相邻吸电子羰基的诱导导致其具有独特的活泼亚甲基，在碱性条件下易发生烷基化、烷氧基化、酰基化、羰基化等多种反应，是一种重要的精细化工原料和中间体。例如可用于合成亚甲基丙二酸酯、丙二酸、1，3-丙二醇、杀菌剂嘧菌酯，磺酰脲类除草剂等化学品被广泛应用于粘结剂、涂料、表面活性剂、医药、农药等行业。

氰化法路线是目前生产丙二酸二酯的主要生产技术，这个技术是以氯乙酸、氰化钠和乙醇为原料，通过中和、氰化、水解、酯化等过程合成丙二酸二酯。目前该技术存在许多问题。工艺中使用剧毒的氰化钠，给工艺安全性带来很大麻烦。而且，工艺存在流程复杂、收率低、产物和废水后处理困难等，面对严苛的环保问题，许多工厂已关闭。

有鉴于此，本发明提供一种以羰基合成的方法连续生产丙二酸二酯的生产方法和工艺系统，具有收率高、选择性高、工艺毒性小、设备腐蚀小等特点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种丙二酸二酯的生产方法，以克服现有技术中的不足。

本发明的又一目的还在于提供一种丙二酸二酯的生产系统。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种丙二酸二酯的生产方法，包括如下步骤(参阅图1所示)：

(1)羰基化反应：将原料氯乙酸酯、低碳醇、碳酸钠、在钴膦催化剂和CO气氛下在羰基化反应器内进行羰基化反应，反应器优选浆态床反应器、滴流床反应器中的任一种，反应温度为70-120℃，压力为1-10MPa，制得主要包含丙二酸二酯的液相产物。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)反应的钴膦催化剂由钴源和膦配体共同组成；所述钴源包括硝酸钴、醋酸钴、乙酰丙酸钴、氯化钴、羰基钴化合物；所述膦配体包括含芳基的膦配体化合物、含烷基的膦配体化合物、含芳基和烷基的膦配体化合物；所述钴膦催化剂中钴与膦元素的摩尔比为3∶1-1∶3；优选地，所述钴膦催化剂中钴与膦元素的摩尔比为2∶1-1∶2

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)反应，优选地，该反应在有溶剂环境条件下进行反应；所述溶剂优选为丙二酸二酯；更为优选地，溶剂优选为丙二酸二乙酯、丙二酸二甲酯。

优选地，所述步骤(1)羰基化反的应温度为80-110℃，压力为3-4MPa。

(2)固体处理：将步骤(1)中羰基化反应出口物料输入相分离器进行分离，气相物料从相分离器顶部分离后循环至反应器，液体物料进行蒸馏处理，碳酸钠等固体物料进入固体洗涤罐，经洗涤处理后，洗涤液循环利用，被洗涤后的固体可送入氯碱厂或者用于生产化肥。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)固体处理步骤中，洗涤剂优先选择与反应原料一致的乙醇、甲醇等低碳醇，例如生产丙二酸二乙酯的时候优先选择乙醇作为洗涤剂，使得整体生产工艺不产生额外溶剂的废液，固体物料洗涤后，低碳醇洗涤液循环至醇回收罐。

(3)催化剂回收：部分钴膦催化剂被液体物料从羰基化反应器中带出，这部分催化剂通过蒸馏单元回收，蒸馏器塔顶组分为丙二酸二酯产物、未反应的低碳醇、乙酸酯等轻组分，塔底组分为溶解了催化剂的丙二酸二酯溶液，催化剂溶液循环至羰基化反应器反应。