本實(shí)用新型涉及一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的裝置，屬于催化反應(yīng)精餾的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)是無(wú)色具有芳香氣味的透明液體，是產(chǎn)量和用量最大的通用型增塑劑之一，主要用于聚氯乙烯、纖維素、樹(shù)脂等的生產(chǎn)，具有色澤淺、毒性低、耐低溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)；同時(shí)，DBP可溶于醇、醚、苯等多種有機(jī)溶劑，可用作膠粘劑和油墨添加劑或殺蟲(chóng)劑，亦可用于合成橡膠、醋酸纖維等合成材料做軟化劑，用途非常廣泛，市場(chǎng)需求量大。

目前國(guó)內(nèi)鄰苯二甲酸二丁酯均采用間歇法生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)能耗大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、廢料多且污染嚴(yán)重。合成DBP的催化劑是硫酸，雖然成本低廉，工藝成熟，但易生成醚、烯、硫酸酯等副產(chǎn)物并存在對(duì)設(shè)備的腐蝕及環(huán)境污染問(wèn)題。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保及節(jié)能降耗要求的日益提高，因此，此工藝的發(fā)展受到了嚴(yán)重的限制。

DBP生產(chǎn)工藝的主要工序有酯化、中和水洗、脫醇、過(guò)濾、廢水處理，回收醇處理等。工藝復(fù)雜，設(shè)備投入較大。在酯化過(guò)程中，苯酐和過(guò)量丁醇在硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成DBP，為防止醇類氧化以及脫色，常添加活性炭；反應(yīng)后的酸性粗酯液經(jīng)堿中和水洗后，經(jīng)真空蒸餾脫醇工序分離出丁醇及少量水，使其返回酯化工序并與新鮮加入的丁醇一起作為反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)；但由于脫醇工段回收的醇直接回用，回收醇的含水率較高，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)副反應(yīng)增多，所含的水在釜中汽化時(shí)又導(dǎo)致能耗增加。脫醇后的粗酯經(jīng)過(guò)濾分離出活性炭等濾渣后得到DBP產(chǎn)品。中和水洗后的廢水進(jìn)入廢水處理工序，其中的活性炭等固渣通過(guò)過(guò)濾析出，廢水中溶解的部分丁醇經(jīng)回收并返回酯化工序參與反應(yīng)，剩余廢水送往另外的廢水處理工序。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供了一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的裝置，該實(shí)用新型具有設(shè)備投資少，工藝流程簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益高和無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。該方法利用反應(yīng)精餾技術(shù)制備DBP，產(chǎn)品收率高、質(zhì)量穩(wěn)定，通過(guò)蒸發(fā)工藝實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品脫色，優(yōu)化了現(xiàn)有的工藝流程，無(wú)廢水、廢渣的產(chǎn)生。

本實(shí)用新型利用反應(yīng)精餾塔，在化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)將生成的產(chǎn)物(揮發(fā)度較低)分離出反應(yīng)體系，從而促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。因此本工藝可以有效提高反應(yīng)速率并進(jìn)一步提高產(chǎn)物的收率，連續(xù)化生產(chǎn)工藝還可以使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。

催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的工藝，采用固體酸作為催化劑(耐高溫磺酸樹(shù)脂)，對(duì)設(shè)備不存在腐蝕，不污染環(huán)境，不會(huì)引起副反應(yīng)，而且采用固體酸催化劑能夠避免中和水洗工序產(chǎn)生大量的廢水。固體酸還可以回收、再生和重復(fù)使用，并且不溶于反應(yīng)體系，容易從反應(yīng)體系中分離。此工藝中利用脫水塔和醇回收塔分離酯化反應(yīng)生成的水與部分汽化的丁醇，反應(yīng)生成的水經(jīng)醇回收塔回收后，有機(jī)物含量能夠降到10ppm以內(nèi)，可用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水，從而達(dá)到廢水零排放，而且避免了因含水丁醇回用帶來(lái)的能耗問(wèn)題以及對(duì)反應(yīng)平衡影響產(chǎn)生的低收率問(wèn)題。產(chǎn)物DBP通過(guò)蒸發(fā)工藝進(jìn)行提純與脫色，不僅大大縮短了工藝流程而且避免了使用活性炭進(jìn)行脫色產(chǎn)生的廢渣問(wèn)題。該方法具有設(shè)備投資少，工藝流程簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益高和無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的裝置，包括反應(yīng)精餾塔、脫水塔、醇回收塔、分相罐和蒸發(fā)器；其特征是反應(yīng)精餾塔塔上部設(shè)有苯酐與丁醇混合物流進(jìn)料口，塔底設(shè)有再沸器，塔頂氣相采出口，塔頂氣相連接到脫水塔中部進(jìn)料口；脫水塔塔頂設(shè)有冷凝器，塔底設(shè)有再沸器，冷凝器出口連接到分相器進(jìn)口，分相器上層液出口連接到脫水塔頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到醇回收塔中部進(jìn)料口；醇回收塔塔頂設(shè)有冷凝器，塔底設(shè)有再沸器，冷凝器出口連接到分相器進(jìn)口，分相器上層液出口連接到醇回收塔頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到脫水塔中部進(jìn)料口；反應(yīng)精餾塔塔底出口連接到蒸發(fā)器入口，蒸發(fā)器頂部設(shè)有冷凝器。

本實(shí)用新型的一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的方法，步驟如下：

(1)苯酐與丁醇混合物進(jìn)料首先進(jìn)入反應(yīng)精餾塔C1，進(jìn)料溫度為110～130℃，苯酐與丁醇質(zhì)量比為1:1.6；該塔常壓連續(xù)操作，采用固體酸作為催化劑(耐高溫磺酸樹(shù)脂)，塔頂采出水與丁醇共沸物，塔頂采出進(jìn)入脫水塔C2中部進(jìn)料口，塔底采出產(chǎn)物粗DBP，產(chǎn)物進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行脫色；

(2)脫水塔C2采用常壓連續(xù)操作，塔頂溫度93℃，塔底溫度117℃。頂部采出含少量丁醇的水組分，進(jìn)入分相器分相得到醇相和水相，醇相回流，水相進(jìn)入醇回收塔C3進(jìn)料口，回收丁醇，底部采出純丁醇，可送去原料入口；

(3)醇回收塔C3采用常壓連續(xù)操作，塔頂溫度95℃，塔底溫度100℃。塔頂蒸汽經(jīng)冷凝后進(jìn)入分相器分相得到醇相和水相，水相回流，醇相返回到脫水塔C2進(jìn)料口，進(jìn)一步分離丁醇與水，塔底得到不含有機(jī)物的酯化產(chǎn)物水；

(4)蒸發(fā)器FL采用負(fù)壓連續(xù)操作，蒸發(fā)器塔頂溫度120～130℃，蒸發(fā)器底部溫度145～175℃。操作壓力為-0.1～-0.02MPa(G)，在蒸發(fā)器頂部得到汽化的丁醇，經(jīng)泠凝器冷卻后可返回原料進(jìn)口重復(fù)使用，底部得到純度為99.8％的產(chǎn)品DBP。

本實(shí)用新型創(chuàng)造具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本實(shí)用新型利用反應(yīng)精餾將反應(yīng)過(guò)程與精餾分離過(guò)程有機(jī)的耦合在一起，在化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)將生成的產(chǎn)物-水分(與醇共沸)分離出反應(yīng)體系，從而促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)DBP的收率達(dá)到99.8％。此裝置中利用脫水塔和醇回收塔分離酯化反應(yīng)生成的水與部分汽化的丁醇，反應(yīng)生成的水經(jīng)醇回收塔回收后，有機(jī)物含量能夠降到10ppm以內(nèi)，可用于補(bǔ)充循環(huán)冷卻水，從而達(dá)到廢水零排放，而且避免了因含水丁醇回用帶來(lái)的能耗問(wèn)題以及對(duì)反應(yīng)平衡影響產(chǎn)生的低收率問(wèn)題。產(chǎn)物DBP通過(guò)蒸發(fā)工藝進(jìn)行提純與脫色，不僅大大縮短了工藝流程而且避免了使用活性炭進(jìn)行脫色產(chǎn)生的廢渣問(wèn)題。本實(shí)用新型工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、能耗低，顯著改善DBP生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型采用的工藝流程圖

C1-反應(yīng)精餾塔，C2-脫水塔，C3-醇回收塔，F(xiàn)L-蒸發(fā)器，E1反應(yīng)精餾塔再沸器，E2脫水塔冷凝器，E3脫水塔再沸器，E4醇回收塔冷凝器，E5醇回收塔再沸器，E6蒸發(fā)器冷凝器，D1脫水塔分相器，D2醇回收塔分相器，1-苯酐與丁醇混合物，2-醇水共沸物，3-粗DBP，4-含丁醇水，5-純丁醇，6-含水丁醇，7-水，8-丁醇，9-DBP產(chǎn)品，10-水蒸氣，11-凝水。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1所示：一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的裝置，包括反應(yīng)精餾塔C1、脫水塔C2、醇回收塔C3、分相罐D(zhuǎn)1與D2、蒸發(fā)器FL，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化綠色化生產(chǎn)DBP的目的。其特征是反應(yīng)精餾塔C1塔上部設(shè)有苯酐與丁醇混合物流1進(jìn)料口，塔底設(shè)有再沸器E1，塔頂氣相采出口，塔頂氣相連接到脫水塔C2中部進(jìn)料口；脫水塔C2塔頂設(shè)有冷凝器E2，塔底設(shè)有再沸器E3，冷凝器E2出口連接到分相器D1進(jìn)口，分相器上層液出口連接到脫水塔C2頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到醇回收塔C3中部進(jìn)料口；醇回收塔C3塔頂設(shè)有冷凝器E4，塔底設(shè)有再沸器E5，冷凝器E4出口連接到分相器D2進(jìn)口，分相器D2上層液出口連接到醇回收塔C3頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到脫水塔C2中部進(jìn)料口；反應(yīng)精餾塔C1塔底出口連接到蒸發(fā)器FL入口，蒸發(fā)器頂部設(shè)有冷凝器E6。

苯酐與丁醇混合物1進(jìn)料首先進(jìn)入反應(yīng)精餾塔C1，該塔常壓連續(xù)操作，采用耐高溫樹(shù)脂作為催化劑，塔頂采出水與丁醇共沸物，進(jìn)入脫水塔C2中部進(jìn)料口，塔底采出產(chǎn)物(3-粗DBP)，并進(jìn)入蒸發(fā)器FL進(jìn)行脫色，得到DBP產(chǎn)品9。

脫水塔C2采用常壓連續(xù)操作，頂部蒸汽冷凝后進(jìn)入分相器D1分相得到醇相和水相，醇相回流，水相(4-含丁醇水)進(jìn)入醇回收塔C3進(jìn)料口，回收丁醇，底部采出純丁醇5，可送去原料入口。

醇回收塔C3采用常壓連續(xù)操作，塔頂蒸汽冷凝后進(jìn)入分相器D2分相得到醇相和水相，水相回流，醇相(6-含水丁醇)返回到脫水塔C2進(jìn)料口，進(jìn)一步分離丁醇與水，塔底得到不含有機(jī)物的酯化產(chǎn)物水(7-水)。

蒸發(fā)器FL采用負(fù)壓連續(xù)操作，操作壓力為-0.1～-0.02MPa(G)，采用外加熱源(10-水蒸氣)加熱，并產(chǎn)生冷凝水(11-凝水)。在蒸發(fā)器頂部得到汽化的丁醇(8-丁醇)，經(jīng)冷凝器冷卻后可返回原料進(jìn)口重復(fù)使用，底部可得到純度為99.6％～99.8％的產(chǎn)品DBP(9-DBP產(chǎn)品)。

實(shí)施例1

混合進(jìn)料苯酐與丁醇質(zhì)量比為1:1.6，進(jìn)料溫度120℃，進(jìn)入反應(yīng)精餾塔C1頂部，該塔常壓操作，塔頂溫度為112℃，塔頂采出水與丁醇共沸物(特征為含水量16％，丁醇量83％)，塔底設(shè)有再沸器，塔底溫度141℃，采出粗DBP，特征為含DBP 90％，丁醇10％。反應(yīng)精餾塔C1塔頂蒸汽與醇回收塔C3分相器分離得到的輕相組分混合后進(jìn)入脫水塔C2，醇回收塔C2采用常壓操作，塔頂溫度93℃，塔頂設(shè)有冷凝器，采出含有60％丁醇的水，隨后進(jìn)入分相器分離得到醇相回流至脫水塔C2中，水相作為進(jìn)料進(jìn)入醇回收塔C3，塔底設(shè)有再沸器，溫度為117℃，采出純組分丁醇，可返回至原料進(jìn)口，重復(fù)利用。醇回收塔C3采用常壓操作，塔頂設(shè)有冷凝器，操作溫度為95℃，塔頂采出含55％水的丁醇，進(jìn)入分相器分離得到醇相和水相，水相回流，回流比為0.5，醇相返回至脫水塔進(jìn)料口，進(jìn)一步回收丁醇，塔底設(shè)有再沸器，溫度100℃，采出不含有機(jī)物的水。粗DBP進(jìn)入蒸發(fā)器FL進(jìn)行提純，蒸發(fā)器操作壓力-0.02Mpa(G)，蒸發(fā)器采用外部熱源加熱，蒸發(fā)器頂部設(shè)有冷凝器，冷凝溫度為126℃，采出丁醇，蒸發(fā)器底部溫度160℃，采出產(chǎn)品DBP純度為99.7％。

實(shí)施例2

混合進(jìn)料苯酐與丁醇質(zhì)量比為1:1.6，進(jìn)料溫度130℃，進(jìn)入反應(yīng)精餾塔C1頂部，該塔常壓操作，塔頂溫度為112℃，塔頂采出水與丁醇共沸物(特征為含水量16％，丁醇量83％)，塔底設(shè)有再沸器，塔底溫度141℃，采出粗DBP，特征為含DBP 90％，丁醇10％。反應(yīng)精餾塔C1塔頂蒸汽與醇回收塔C3分相器分離得到的輕相組分混合后進(jìn)入脫水塔C2，醇回收塔C2采用常壓操作，塔頂溫度93℃，塔頂設(shè)有冷凝器，采出含有60％丁醇的水，隨后進(jìn)入分相器分離得到醇相回流至脫水塔C2中，水相作為進(jìn)料進(jìn)入醇回收塔C3，塔底設(shè)有再沸器，溫度為117℃，采出純組分丁醇，可返回至原料進(jìn)口，重復(fù)利用。醇回收塔C3采用常壓操作，塔頂設(shè)有冷凝器，操作溫度為95℃，塔頂采出含55％水的丁醇，進(jìn)入分相器分離得到醇相和水相，水相回流，回流比為0.7，醇相返回至脫水塔進(jìn)料口，進(jìn)一步回收丁醇，塔底設(shè)有再沸器，溫度100℃，采出不含有機(jī)物的水。粗DBP進(jìn)入蒸發(fā)器FL進(jìn)行提純，蒸發(fā)器操作壓力-0.015Mpa(G)，蒸發(fā)器采用外部熱源加熱，蒸發(fā)器頂部設(shè)有冷凝器，冷凝溫度為130℃，采出丁醇，蒸發(fā)器底部溫度175℃，采出產(chǎn)品DBP純度為99.8％。

本實(shí)用新型公開(kāi)的一種催化反應(yīng)精餾制備鄰苯二甲酸二丁酯的裝置；包括反應(yīng)精餾塔、脫水塔、醇回收塔、分相罐和蒸發(fā)器；反應(yīng)精餾塔塔上部設(shè)有苯酐與丁醇混合物流進(jìn)料口，塔底設(shè)有再沸器，塔頂氣相采出口，連接到脫水塔中部進(jìn)料口；脫水塔塔頂設(shè)有冷凝器，塔底設(shè)有再沸器，冷凝器出口連接到分相器進(jìn)口，分相器上層液出口連接到脫水塔頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到醇回收塔中部進(jìn)料口；醇回收塔塔頂設(shè)有冷凝器，塔底設(shè)有再沸器，冷凝器出口連接到分相器進(jìn)口，分相器上層液出口連接到醇回收塔頂部回流液進(jìn)口，下層液出口連接到脫水塔中部進(jìn)料口；通過(guò)上述實(shí)施例可以明確看出，本實(shí)用新型工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、能耗低，顯著改善DBP生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

本實(shí)用新型公開(kāi)和提出的裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變實(shí)現(xiàn)，盡管本實(shí)用新型制備技術(shù)已通過(guò)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和技術(shù)路線進(jìn)行改動(dòng)或重新組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的制備技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，他們都被視為包括在本實(shí)用新型精神、范圍和內(nèi)容中。