二羧酸和異丁醇制備尼龍酸二異丁酯.pdf

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1、精細(xì)石油化工進(jìn)展第l1卷第1O期52ADVANCESINF1NEPEIR0CHEMICAI_S二羧酸和異丁醇制備尼龍酸二異丁酯時(shí)晶劉愛國(guó)張洪濤慶惠春(遼陽(yáng)石化金興化工廠，遼陽(yáng)111003)摘要在對(duì)甲苯磺酸(PTSA)催化劑的作用下，以二羧酸與異丁醇為原料制備尼龍酸二異丁酯，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品色澤好。確定了最佳合成條件：催化劑占總酸量的1．85％，堿用量是總酸量的3倍，塔頂溫度控制在120℃時(shí)，產(chǎn)品指標(biāo)滿足醇含量小于0．20％，產(chǎn)品色澤好，且收率較高，能達(dá)到90％。關(guān)鍵詞二羧酸異丁醇尼龍酸二異丁酯催化劑合成條件尼

2、龍酸二異丁酯是一種防寒型增塑劑，廣泛表1溶解釜和反應(yīng)器物料平衡應(yīng)用于塑料橡膠制品，特別在我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的尼龍酸二異丁酯制備工藝以己二酸二異丁酯和對(duì)苯二甲酸二異丁酯為原料，生產(chǎn)成本高，且反應(yīng)過程中以濃硫酸作催化劑，用氫氧化鈉溶液中和，沒有完整的脫醇蒸酯工藝，產(chǎn)品色澤暗黃，對(duì)制成的塑料制品顏色影響很大。在對(duì)苯甲磺酸(PTSA)催化劑作用下，以尼龍裝置廢酸液生產(chǎn)的四、五、六碳二羧酸(CH(COOH))與異丁醇(CH，OH)為原料，通注：數(shù)據(jù)為中試數(shù)據(jù)；上釜釜?dú)堉干弦淮握趱ミ^程結(jié)束后，反應(yīng)器里剩余酯類，主

3、要成分為酯類、碳化物、泥沙等；洗釜?dú)埶柑庍^酯化反應(yīng)生產(chǎn)二羧酸二異丁酯理釜?dú)堉心嗌?、碳化物等雜質(zhì)過程中所用的水。(CH(COOC。H，)2)。該工藝產(chǎn)品色澤好，目余的酸，當(dāng)酸值達(dá)要求后進(jìn)人蒸酯工序。蒸酯過前在美國(guó)杜邦公司、英國(guó)Clevelandchemicals得到程產(chǎn)生的輕組分異丁醇返回酯化工序循環(huán)利用，廣泛應(yīng)用。本研究對(duì)該方法的反應(yīng)條件進(jìn)行了考重組分直接進(jìn)入釜?dú)執(zhí)幚砉ば?，水洗后返回到蒸察，確定了最佳工藝條件。酯工序循環(huán)回收j。工藝過程屬間歇操作過程，1中試試驗(yàn)條件和工藝流程工藝流程見圖1。1．1原料組成1

4、-4各工藝工程操作條件尼龍酸，CH：(COOH)，含量≥95％，酸值表2工藝過程主要操作條件835mg(KOH)／g，來源于尼龍裝置廢酸液u；異丁醇(C。H，OH)，含量≥95％；對(duì)苯甲磺酸(PTSA)，固體含量≥95％；無(wú)水碳酸鈉，固體，含量≥95％。1．2物料平衡溶解釜和反應(yīng)器物料平衡見表1。1．3工藝流程中試裝置操作分為溶解、酯化、中和、脫醇蒸酯、釜?dú)執(zhí)幚砉ば颉Ｔ谌芙夤ば蛑袑惗〈?、二羧酸、PTSA催化劑按質(zhì)量比為1．25：1：0．0185加入溶解罐中溶解；酸值達(dá)要求后，將溶液泵人反應(yīng)釜進(jìn)行酯化反應(yīng)，物

5、料在一定溫度下反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)；進(jìn)收稿日期：2010—07一Ol。入中和工序，中和過程用飽和碳酸鈉溶液中和多作者簡(jiǎn)介：時(shí)晶，主要從事石油生產(chǎn)技術(shù)管理工作。2010年10月時(shí)晶等．二羧酸和異丁醇制備尼龍酸二異丁酯53表2為各工藝過程主要操作條件，脫醇過程控制好塔頂及側(cè)線溫度引。及蒸酯過程回流比要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原則為圖1二羧酸和異丁醇制備尼龍酸二異丁酯工藝流程VlO1一醇原料罐；V1o7一醇高位罐；R1o4一催化劑溶解罐；R1o2一溶解釜；V102一補(bǔ)加醇罐；R10l一反應(yīng)釜；V1o4一蒸酯回流罐；Vl05一蒸酯塔

6、；E1O1一塔頂冷凝器；V106一醇水分離罐；V108—水接收罐；V103一醇接收罐；R103—釜?dú)埶锤?；P1Ol一醇原料泵；Pl02一反應(yīng)釜進(jìn)料泵；P1o4一蒸酯回流泵；P105—塔頂回流泵；Pl03一反應(yīng)釜回流泵。1-5各工藝過程中控指標(biāo)及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)影響，特定的酸值最容易貯存，結(jié)果見表4。各工藝過程判斷終點(diǎn)的指標(biāo)及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)表4溶解過程催化劑量對(duì)酸值降到見表3。其中國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的尼龍酸二異丁要求的時(shí)間的影響酯，色度指標(biāo)一般達(dá)100哈森值，本工藝產(chǎn)品色度指標(biāo)小于15哈森值，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝。表3工藝

7、過程判斷終點(diǎn)的指標(biāo)及產(chǎn)品指標(biāo)工藝過程(，溶解過程240．0—250．0酯化過程3．0—4．0中和過程0．2由表4可知，隨著PTSA催化劑量增加，溶解脫醇過程≤O．2時(shí)間縮短，但催化劑成本增加；催化劑量減少，雖蒸酯過程≤15≤O．2≤O．2無(wú)≤O．2>199然催化劑的成本降低，但溶解時(shí)間增加，能耗也注：色度按GB3143測(cè)定，酸值按GB1668測(cè)定。增加。2結(jié)果與討論2．2酯化過程PTSA催化劑量對(duì)酯化時(shí)間和最本次中試成功地生產(chǎn)出了合格的尼龍酸二異后酸值的影響丁酯產(chǎn)品，現(xiàn)將中試過程中各工序?qū)嶒?yàn)結(jié)果進(jìn)行酯化工程中

8、考察PTSA催化劑量對(duì)酯化時(shí)間討論。和最后酸值的影響，結(jié)果見表5。隨著催化劑量2．1溶解過程中催化劑量對(duì)酸值降到要求的時(shí)增加，前期反應(yīng)速度較快，但增加到一定值時(shí)，反間的影響應(yīng)速度加快不明顯。綜合考慮，為達(dá)到較高的轉(zhuǎn)溶解過程中主要考察A催化劑量(以總化率并縮短酯化過程停留時(shí)間，催化劑量為酸質(zhì)量計(jì)，下同)對(duì)酸值降到規(guī)定要求的時(shí)間的1．85％時(shí)，綜合效果最好。因此，ZI'SA催化劑量精細(xì)石油化-r進(jìn)展第1