加成酯化法生產(chǎn)乙酰檸檬酸三仲戊酯的工藝研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)檸檬酸酯類增塑劑生產(chǎn)工藝中存在的路線長、投資大、成本高等缺陷，采用加成酯化工藝，并引用反應(yīng)精餾技術(shù)，將酯化反應(yīng)和分離耦合在同一個(gè)設(shè)備中，省去了烯烴醇化過程，有效地提高了檸檬酸的轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而降低了后續(xù)精制的負(fù)荷和能耗。充分利用反應(yīng)放熱的特點(diǎn)，將反應(yīng)區(qū)作為汽油和乙酸的再沸器，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)熱的充分利用，將原來的仲醇合成、酯化、脫水三個(gè)工序減少為反應(yīng)吸收一個(gè)工序，大幅度降低了設(shè)備投資和能量消耗。本文通過Aspenplus模擬計(jì)算軟件，利用

2、計(jì)算機(jī)模擬結(jié)合試驗(yàn)的方法對反應(yīng)吸收生產(chǎn)乙酰檸檬酸三仲戊酯的工藝過程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　通過實(shí)驗(yàn)室里試驗(yàn)研究了無水檸檬酸和輕汽油中烯烴的反應(yīng)的工藝條件，得出了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，并計(jì)算出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)和反應(yīng)活化能等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。反應(yīng)速率常數(shù)為3.55×103mol·L-1·min-1，反應(yīng)活化能為3.32×105(J)·mol-1，指前因子為8.53×1011。通過工藝條件的優(yōu)化，得出了最佳反應(yīng)溫度范圍為120～130℃，催化劑為強(qiáng)酸

3、性陽子交換樹脂。
　　在小試的基礎(chǔ)上，組裝了反應(yīng)精餾中試設(shè)備，進(jìn)行了連續(xù)化生產(chǎn)的中試試驗(yàn)研究，優(yōu)化出適宜的工藝條件為:塔頂溫度75.3℃，反應(yīng)段上端溫度106.5℃，反應(yīng)段下端溫度125.2℃，塔釜溫度155.2℃。塔頂汽油含量為100％，塔釜乙酰檸檬酸三仲戊酯含量為79.39％，乙酸仲戊酯含量為20.11％，其余為未反應(yīng)完全的檸檬酸和乙酸，共計(jì)含量為0.5％。
　　利用Aspenplus模擬軟件并結(jié)合小試所得到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)

4、，對該工藝進(jìn)行了模擬試驗(yàn)研究，由Aspenplus軟件對該工藝的過程的模擬結(jié)果和中試試驗(yàn)結(jié)果的對比可以看出二者吻合性較好。通過對年產(chǎn)60000噸乙酰檸檬酸三仲丁酯的工藝進(jìn)行模擬計(jì)算，以及該工藝的反應(yīng)精餾塔參數(shù)和各個(gè)操作參數(shù)的優(yōu)化，得到較為適宜的工藝參數(shù):精餾段共4塊板，反應(yīng)段10塊，提餾段3塊，回流比R=2.0，塔頂壓力為10atm，全塔壓降0.1atm，乙酸酐和無水檸檬酸從反應(yīng)精餾塔第5塊板等摩爾進(jìn)料，進(jìn)料速率為16.89kmol/h