[发明专利]丙烯酸烷基酯的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种丙烯酸烷基酯的制备方法，特别涉及一种通过有效去除直接酯化反应中所生成的水，以最大限度地减少丙烯酸的损失，并能大幅提高反应效率的丙烯酸烷基酯的制备方法。

背景技术：

若丙烯酸与碳原子数为4以上的醇进行酯化反应，会生成丙烯酸烷基酯和水。而为了从反应系中去除所生成的水，目前采用的是通过共沸从反应系中去除水的方法。

例如，通过使用如图1所示的常规酯化反应装置制备丙烯酸烷基酯，并去除反应过程中所生成的水。即如图1所示，现有方法是通过反应物供给单元4向分批处理反应器(BatchReactor)1中投入丙烯酸与醇并使之进行酯化反应后，通过生成物排出线5收集所制备的丙烯酸烷基酯。而且，在反应过程中所生成的水则以蒸汽状态的共沸混合物形式通过传送线6传送到水分离柱2。然后，高沸点成分的未经反应的物质和有机物则以液体状态从水分离柱的塔底排出后，通过传送线7回流到分批处理反应器1中，而低沸点成分则通过水分离柱的塔顶吐出后通过传送线8传送到热交换器12中。而后，经过热交换器的物质则以液体状态传送到油水分离装置3后，经分离后其中有机物则回流到水分离柱2，而水则通过传送线11排出并被去除。

但在采用上述方法时会存在以下问题：通过共沸去除水的同时，也会带走(entrainment)丙烯酸，从而使丙烯酸流失到系统外。

如此，在所述酯化反应中从反应物的转换率来看，通过共沸排出的丙烯酸的量相当地多，在玻璃水瓶(decanter)中进行油水分离后，水层中会存在大量的丙烯酸，因此不仅会导致原料损失，在中和反应中还会产生大量的废水。因此，亟需开发一种能够防止反应过程中以共沸物的形式损失丙烯酸，并能最大限度地提高反应物的转换率，以最大限度地减少原料使用量的有效的工艺。

韩国专利公开第2008-0020751号提出了一种方法，该方法在制备丙烯酸2-乙基己酯时，不采用第三共沸剂，而通过与反应物——2-乙基己醇之间的共沸物形式去除反应中所生成的水。该方法从水分离柱的顶部分开供给2-乙基己醇，从而最大限度地减少被带走的丙烯酸量，并且依序降低反应器的真空度，以减少在反应初期中大量被带走的丙烯酸量，但没有提及最终有没有损失丙烯酸。

日本专利公开第1996-3112号公开了一种在基于直接酯化反应制备丙烯酸烷基酯的方法中，通过把所生成的水与醇构成共沸混合物后从附带在反应器顶部的蒸馏柱去除的方法。而在此时，共沸混合物中含有大量的丙烯酸，因此为了凝缩所述混合物，并用醇萃取水层中的丙烯酸后重新使其进行循环，在后端还设置了萃取工序。然而，该方法由于后端的萃取工序，导致工艺复杂，也无法完全去除水层中的丙烯酸。

技术内容：

为了有效地向系统外去除丙烯酸与醇的直接酯化反应中所生成的水，形成共沸物后向系统外去除，而在此时，若采用以往方法会由于同时去除昂贵的反应物丙烯酸，因此不仅在反应效率方面，在经济效果上也造成了损失。

因此，本发明的目的是提供一种丙烯酸烷基酯的制备方法，该方法能够最大限度地提高反应物的转换率，以最大限度地减少原料使用量，而且可以有效地去除酯化反应中所生成的水。

为了实现上述目的，本发明提供一种丙烯酸烷基酯的制备方法，该方法包括以下步骤：在附带回流塔的分批处理反应器中进行丙烯酸与碳原子数为4以上的醇之间的酯化反应，以生成含有丙烯酸烷基酯与水的共沸混合物后，通过塔顶去除所述共沸混合物中的水，其中，该方法在所述分批处理反应器中填充均匀系催化剂以进行酯化反应；并在所述回流塔中填充固体酸催化剂以进一步进行所述共沸混合物的酯化反应。

优选地，该方法包括以下步骤：在分批处理反应器中填充有均匀系催化剂的条件下，使丙烯酸与碳原子数为4以上的醇进行酯化反应，以生成含有丙烯酸烷基酯与水的共沸混合物；

将所述共沸混合物传送到填充有固体酸催化剂的回流塔；

在所述回流塔中的固体酸催化剂条件下，进一步进行所述共沸混合物的酯化反应；

通过所述回流塔的塔顶去除水。

下面更加详细说明本发明。

正如以上说明，丙烯酸与碳原子数为4以上的醇进行反应后生成丙烯酸烷基酯与水。此时，由于反应是可逆性反应，形成平衡，因此可通过迅速从反应系中去除最轻的生成物——水来提高反应转换率。从反应系中去除反应生成水的方法如下：通过水和醇之间的共沸，或者通过把第三共沸剂加入反应器中，以形成水和醇之间的共沸后从反应系中去除水。但在此时会产生以下问题：通过共沸去除水的同时也带走丙烯酸，从而所述丙烯酸流失到系统外。