[发明专利]一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于增塑剂生产领域，具体涉及一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法。

背景技术

对苯二甲酸二异辛酯是一种重要的聚氯乙烯增塑剂，其与目前常用的邻苯二甲酸二辛酯加工性能相似。但是，对苯二甲酸二异辛酯具有更为优良的耐热、耐寒、橡塑相溶和电绝缘性能；更重要的是，其结构中不含有西方国家明令禁止使用的邻苯二甲酸。从上世纪80年代至今，对苯二甲酸二异辛酯的生产方法受到了学术界和工业界的广泛关注。

对苯二甲酸二异辛酯的生产方法主要有直接酯化法、酯交换法、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)热解后醇交换法和对苯二甲酰氯二异辛醇加成法。其中，直接酯化法被认为是一种反应时间短、成本低廉、过程污染小，且能够获得高等级产品的工艺路线。具体地说，直接酯化法是以对苯二甲酸和二异辛酯为原料，在含有钛酸酯等均相或非均相催化剂的作用下发生酯化反应，反应生产的水和体系中过量的异辛醇蒸汽共沸进入精馏塔分离出水，异辛醇回流到反应器中与对苯二甲酸实现连续酯化；酯化完成的物料需经过水洗、吸附脱色、抽提醇等步骤；其中酯化过程的时间通常为6-9小时。

有关直接酯化法的改进工艺在诸多文献中均有所披露。例如，中国发明专利ZL201110236652.1针对现有酯化反应时间长、催化剂用量大、产品中辛醇含量高、色泽微黄等缺点，对酯化系统(填料塔)、脱醇系统、中和水洗等系统进行改进，4-5小时即可完成酯化反应，催化剂产品品质也有所提高。中国发明专利申请号201210165254.X针对产品色度差的问题，采用包括硅藻土在内的多孔吸附材料进行吸附去杂处理，可以获得高纯度的对苯二甲酸二辛脂。中国发明专利ZL201210306904.8采用咪唑离子和钛酸酯催化剂复配技术尽管可以缩短反应时间至0.5-1.5小时，然而咪唑离子催化剂的加入使得该工艺过程成本较高，而且脱色需引入活性炭等物质。中国发明专利ZL200710026070.4采用钛酸酯、锡金属氧化物和其他含有钠、钙、铝、锌的氧化物复合催化剂可以将反应时间由常规的8小时缩短至4小时以内。

发明内容

本发明针对现有酯化工艺反应时间长、产品色泽差、催化剂用量大和专门需要后续吸附脱色步骤等的缺点，提供了一种以高表面积介孔碳或多孔二氧化钛为载体负载的催化剂，采用列管塔替代常规填料塔的负压酯化合成对苯二甲酸二异辛酯的新方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法，其包括以下步骤：

1)酯化反应：将50-200重量份对苯二甲酸与160-300重量份的异辛醇在酯化釜中加热并搅拌，升温至130-190℃；然后加入1-10重量份的介孔碳或多孔氧化钛负载的催化剂，在负压和180-245℃条件下反应至釜内样酸值等于或小于0.05mg KOH/g，终止反应；

2)异辛醇回流：步骤1)酯化反应过程中形成的水与异辛醇共沸物进入带有负压的列管塔分离出水和异辛醇，异辛醇继续回流到步骤1)中的酯化釜连续酯化；

3)中和去杂：将步骤1)中终止反应的酯化物料降温至80-100℃，水洗至中性，过滤脱除催化剂和杂质，在0.3-0.5标准大气压(atm)下脱除异辛醇和水，即获得目标产物对苯二甲酸二异辛酯。

优选的，所述介孔碳或多孔氧化钛负载的催化剂包括介孔碳或多孔氧化钛负载的钛金属化合物、锡金属化合物或者其它金属化合物。

更优选的，所述钛金属化合物选自钛酸正丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四甲酯或二氧化钛；所述的锡金属化合物选自草酸亚锡、氧化亚锡、二丁基氧化锡或邻苯二甲酸二丁基锡；所述的其它金属化合物选自含水氧化铝、氢氧化钠、铝酸钠或氧化铝。

根据本发明的一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法，优选的催化剂介孔碳或多孔氧化钛负载的钛酸正丁酯中钛酸正丁酯质量百分含量为1-25％。

根据本发明的一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法，优选的催化剂介孔碳负载的钛酸正丁酯BET比表面积满足400-1100m²/g，孔容满足0.4-1.3cm³/g，平均孔径满足3-10nm。

根据本发明的一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法，优选的催化剂多孔氧化钛负载的钛酸正丁酯BET比表面积为150-350m²/g，孔容为0.4-1.3cm³/g，平均孔径为6-14nm。

根据本发明的一种对苯二甲酸二异辛酯的生产方法，其中，步骤1)酯化反应负压和步骤2)异辛醇回流列管塔负压是指绝对压力满足0.1～0.5atm。