生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙醇酸又名羥基乙酸，乙二醇酸，是一種重要的精細(xì)化工原料，主要應(yīng)用于化工清 洗、精細(xì)化工、護(hù)膚、醫(yī)藥等行業(yè)。近年來(lái)，隨著聚乙醇酸用途的不斷擴(kuò)展，作為其聚合原料， 乙醇酸具有廣闊的應(yīng)用前景。目前市場(chǎng)主要提供70%乙醇酸水溶液和乙醇酸晶體兩類產(chǎn) 品。
[0003]隨著市場(chǎng)需求的增加，需要一種低成本、便于規(guī)模生產(chǎn)的乙醇酸工藝。目前，工 業(yè)上有多種工藝應(yīng)用于乙醇酸生產(chǎn)。專利CN103450006A公開(kāi)了一種以氯乙酸為原料生 產(chǎn)乙醇酸的工藝。采用這種生產(chǎn)工藝所得到的乙醇酸產(chǎn)品氯含量難以控制，限制了產(chǎn)品 應(yīng)用領(lǐng)域。專利CN100343220C公開(kāi)了一種羥基乙腈水解工藝制備乙醇酸方法，而專利 CN201210290876公開(kāi)一種羥基乙腈生物法制備乙醇酸工藝。這兩種生產(chǎn)過(guò)程涉及到腈化物 的使用，對(duì)安全環(huán)保要求比較高。針對(duì)上述工藝的不足，隨著DMO加氫制備乙醇酸甲酯工藝 技術(shù)的發(fā)展和成熟，通過(guò)乙醇酸甲酯水解制備乙醇酸工藝得到快速發(fā)展。
[0004]乙醇酸甲酯水解反應(yīng)如下：
[0006]水解反應(yīng)為一可逆反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程及時(shí)移走生成的輕組分甲醇產(chǎn)物，有利于水解 反應(yīng)快速進(jìn)行，提高乙醇酸甲酯轉(zhuǎn)化率。同時(shí)，乙醇酸為熱敏性物料，因此，在生產(chǎn)過(guò)程需要 控制操作溫度，以提高產(chǎn)品收率。
[0007]專利CN103508878發(fā)布的乙醇酸甲酯水解工藝中，水解過(guò)程甲醇不從反應(yīng)體系移 出，而是在濃縮過(guò)程中蒸出甲醇。這樣，甲醇不能及時(shí)移出反應(yīng)體系，抑制了水解反應(yīng)進(jìn)行， 從而降低乙醇酸甲酯轉(zhuǎn)化率。此外，為得到高濃度乙醇酸，濃縮過(guò)程需要抑制乙醇酸熱聚合 副反應(yīng)，要求控制濃縮溫度，在低壓力情況下進(jìn)行操作。這樣，在濃縮過(guò)程中蒸出甲醇，蒸汽 中含有的低沸點(diǎn)甲醇組分，降低了物料露點(diǎn)溫度，需要冷凍水作為蒸汽冷凝冷卻介質(zhì)，將會(huì) 增加裝置運(yùn)行成本。專利CN104177250提出的乙醇酸甲酯反應(yīng)精餾工藝中，為及時(shí)移出水 解生成的甲醇，提高乙醇酸甲酯轉(zhuǎn)化率，在塔釜進(jìn)行水解反應(yīng)進(jìn)行，塔頂移出甲醇。此種工 藝為盡量降低塔釜水解反應(yīng)體系甲醇含量，需要增大塔頂物料采出量，難以得到高純的甲 醇副產(chǎn)物。
[0008]本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中乙醇酸甲酯轉(zhuǎn)化率和乙醇酸收率較低 的問(wèn)題，提供一種新的生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法。該方法用于生產(chǎn)乙醇酸溶液中，具有乙醇酸 甲酯轉(zhuǎn)化率和乙醇酸收率較高的優(yōu)點(diǎn)。
[0010] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，包括 以下步驟：（1)將乙醇酸甲酯和水以摩爾比為1 :1~30加入水解反應(yīng)器，在10~IOlkPaA, 溫度為60~KKTC，進(jìn)行水解反應(yīng)，生成主要含水和甲醇的氣相產(chǎn)物，及主要含乙醇酸和水 的液相水解產(chǎn)物；⑵所述氣相產(chǎn)物冷凝后，送入甲醇精制塔進(jìn)行分離，甲醇精制塔操作壓 力為101~301kPaA，塔頂?shù)玫郊兌?gt;95%甲醇溶液副產(chǎn)物，塔底得到的主要含水物料，返回 到水解反應(yīng)器；（3)所述液相水解產(chǎn)物送入濃縮塔進(jìn)行濃縮，濃縮壓力為l-50kPaA，溫度為 30~70°C，得到濃度為60-90%的乙醇酸溶液，蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝后，返回到水解 反應(yīng)器。
[0011] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，將乙醇酸甲酯和水以摩爾比為1 :5~15加入水解反應(yīng) 器，在30~80kPaA，溫度為70~90°C，進(jìn)行水解反應(yīng)。
[0012] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述乙醇酸甲酯水解過(guò)程不添加催化劑，或添加陽(yáng)離子 樹脂作為固體酸水解催化劑。
[0013] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述液相水解產(chǎn)物經(jīng)過(guò)固液分離后送入濃縮塔進(jìn)行濃 縮。
[0014] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述甲醇精制塔操作壓力為101~150kPaA。
[0015] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述甲醇精制塔塔頂?shù)玫郊兌葹?8-99. 9%甲醇副產(chǎn) 物。
[0016] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述濃縮塔操作條件為：濃縮壓力為3_20kPaA，溫度為 40 ~6(TC〇
[0017] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述液相水解產(chǎn)物送入濃縮塔進(jìn)行濃縮，得到濃度為 70-80%的乙醇酸溶液。
[0018] 本專利所得到的高濃度乙醇酸溶液，經(jīng)過(guò)脫色等簡(jiǎn)單處理之后，可以作為乙醇酸 溶液出售或作為結(jié)晶母液，通過(guò)結(jié)晶得到高純度乙醇酸晶體。本發(fā)明具有乙醇酸產(chǎn)品收率 高、工藝流程簡(jiǎn)單、裝置運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)中，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。
[0020] 圖1中，1為乙醇酸甲酯進(jìn)料管線；2為補(bǔ)加新鮮水管線；3為水解反應(yīng)器氣相管 線；4為水解反應(yīng)器氣相冷凝液管線；5為甲醇精制塔甲醇副產(chǎn)物管線；6為甲醇精制塔塔 底物料管線；7為水解反應(yīng)器水解液相管線；8為濃縮塔蒸汽管線；9為乙醇酸溶液管線；10 為濃縮塔蒸汽冷凝液管線；A為水解反應(yīng)器；B為水解反應(yīng)器冷凝器；C為甲醇精制塔；D為 濃縮塔；E為濃縮塔蒸汽冷凝器。
[0021] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 【實(shí)施例1】
[0023] 管線1、2、6、10中乙醇酸甲酯、新鮮水、甲醇精制塔C、濃縮塔D的回用物料混合之 后進(jìn)入水解反應(yīng)器A?；旌衔锪现幸掖妓崤c水摩爾比為1:15,反應(yīng)器不加催化劑。水解反 應(yīng)器溫度95°C，壓力lOlkpaA。水解反應(yīng)器氣相冷凝之后進(jìn)入甲醇精制塔。甲醇精制塔操 作壓力為150kPaA，塔頂?shù)玫?8%甲醇，塔底含水99%物料返回到水解反應(yīng)器。濃縮塔操作 壓力為IOkPaA,塔頂蒸汽冷凝溫度60°C，含水99%蒸汽冷凝之后返回到水解反應(yīng)器。濃縮 之后得到80 %乙醇酸溶液。乙醇酸總收率80 %。
[0024]【實(shí)施例2】
[0025] 按照實(shí)施例1所述的條件，進(jìn)入水解反應(yīng)器混合物料中乙醇酸甲酯與水摩爾比為 1:10,反應(yīng)器加001*7樹脂最為水解催化劑。水解反應(yīng)器溫度80°C，壓力60kPaA。水解反應(yīng) 器氣相冷凝之后進(jìn)入甲醇精制塔。甲醇精制塔操作壓力為150kPaA，塔頂?shù)玫?8%甲醇，塔 底含水99%物料返回到水解反應(yīng)器。濃縮塔操作壓力為IOkPaA,塔頂蒸汽冷凝溫度60°C， 含水99%蒸汽冷凝之后返回到水解反應(yīng)器。濃縮之后得到80%乙醇酸溶液。乙醇酸總收 率 90%。
[0026]【實(shí)施例3】
[0027] 按照實(shí)施例2所述的條件，進(jìn)入水解反應(yīng)器混合物料中乙醇酸甲酯與水摩爾比為 1:5,反應(yīng)溫度85°C，濃縮塔操作壓力為5kPaA，塔頂蒸汽冷凝溫度50°C，最終乙醇酸總收率 88%〇
[0028]【實(shí)施例4】
[0029]按照實(shí)施例2所述的條件，水解反應(yīng)器反應(yīng)溫度75°C，壓力30kPaA，最終乙醇酸總 收率95%。
[0030]【實(shí)施例5】
[0031] 按照實(shí)施例2所述的條件，水解催化劑為A15樹脂，乙醇酸總收率為85%。
[0032]【實(shí)施例6】
[0033] 按照實(shí)施例2所述的條件，濃縮塔操作壓力為3kPaA，塔頂蒸汽冷凝溫度40°C，所 得乙醇酸濃度為70%，乙醇酸總收率為93%。
[0034]【實(shí)施例7】
[0035] 按照實(shí)施例2所述的條件，進(jìn)入水解反應(yīng)器混合物料中乙醇酸甲酯與水摩爾比為 1:15,水解反應(yīng)器反應(yīng)溫度75°C，壓力30kPaA ;濃縮塔操作壓力3kPaA，塔頂蒸汽冷凝溫度 30°C，所得乙醇酸溶液為70 %，最終乙醇酸產(chǎn)品收率為95 %。
[0036]【比較例1】
[0037] 水解壓力為150kpaA，其余按照實(shí)施例2所述的水解條件。所得到的含有甲醇、水、 乙醇酸等物料水解產(chǎn)物一齊進(jìn)入濃縮塔進(jìn)行濃縮，得到70%乙醇酸溶液。濃縮塔操作壓力 為lOkPaA。塔頂蒸汽冷凝溫度36°C，得到含甲醇15%冷凝液。乙醇酸總收率89%。
[0038]【比較例2】
[0039] 水解反應(yīng)在精餾塔塔釜內(nèi)進(jìn)行，催化劑為001*7樹脂。塔頂操作壓力30kpaA，塔頂 甲醇純度為40%。塔釜所得水解液甲醇濃度為0.3%。水解液在濃縮塔進(jìn)行濃縮，操作壓 力為3kPaA，得到80 %乙醇酸溶液，乙醇酸收率為90 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，包括以下步驟：（1)將乙醇酸甲酯和水以摩爾比為I: 1~30加入水解反應(yīng)器，在10~IOlkPaA,溫度為60~KKTC，進(jìn)行水解反應(yīng)，生成主要含 水和甲醇的氣相產(chǎn)物，及主要含乙醇酸和水的液相水解產(chǎn)物；（2)所述氣相產(chǎn)物冷凝后，送 入甲醇精制塔進(jìn)行分離，甲醇精制塔操作壓力為101~301kPaA，塔頂?shù)玫郊兌?gt;95%甲醇 溶液副產(chǎn)物，塔底得到的主要含水物料，返回到水解反應(yīng)器；(3)所述液相水解產(chǎn)物送入濃 縮塔進(jìn)行濃縮，濃縮壓力為l_50kPaA，溫度為30~70°C，得到濃度為60-90 %的乙醇酸溶 液，蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝后，返回到水解反應(yīng)器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于將乙醇酸甲酯和水以摩爾 比為1 :5~15加入水解反應(yīng)器，在30~80kPaA，溫度為70~90°C，進(jìn)行水解反應(yīng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述乙醇酸甲酯水解過(guò)程 不添加催化劑，或添加陽(yáng)離子樹脂作為固體酸水解催化劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述液相水解產(chǎn)物經(jīng)過(guò)固 液分離后送入濃縮塔進(jìn)行濃縮。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述甲醇精制塔操作壓力 為 101 ~150kPaA。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述甲醇精制塔塔頂?shù)玫?純度為98-99. 9%甲醇副產(chǎn)物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述濃縮塔操作條件為： 濃縮壓力為3-20kPaA，溫度為40~60°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，其特征在于所述液相水解產(chǎn)物送入濃 縮塔進(jìn)行濃縮，得到濃度為70-80 %的乙醇酸溶液。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中乙醇酸甲酯轉(zhuǎn)化率較低、乙醇酸收率較低的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用一種生產(chǎn)乙醇酸溶液的方法，包括以下步驟：(1)將乙醇酸甲酯和水加入水解反應(yīng)器進(jìn)行水解反應(yīng)，生成主要含水和甲醇的氣相產(chǎn)物，及主要含乙醇酸和水的液相水解產(chǎn)物；(2)所述氣相產(chǎn)物冷凝后，送入甲醇精制塔進(jìn)行分離，塔頂?shù)玫郊兌?amp;gt;95％甲醇溶液副產(chǎn)物，塔底得到的主要含水物料，返回到水解反應(yīng)器；(3)所述液相水解產(chǎn)物送入濃縮塔進(jìn)行濃縮，得到濃度為60-90％的乙醇酸溶液，蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝后，返回到水解反應(yīng)器的技術(shù)方案較好地解決了上述問(wèn)題，可用于生產(chǎn)乙醇酸溶液中。
【IPC分類】C07C29/09, C07C51/44, C07C29/80, C07C59/06, C07C51/09, C07C31/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105085227
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510566083
【發(fā)明人】陳建偉, 孫佳仕, 于鵬浩, 候世敏, 張新平, 唐勇, 張春雷
【申請(qǐng)人】上海華誼（集團(tuán)）公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月8日