[发明专利]一种水性胶粘剂专用的丙烯酸丁酯生产系统和生产方法

说明书

本发明公开了一种水性胶粘剂专用的丙烯酸丁酯生产系统，属于有机化工原料生产领域。该生产系统包括酯化反应器、萃取塔、醇拔头塔、提纯塔和储料罐；所述醇拔头塔、提纯塔和储料罐依次相连，酯化反应器和萃取塔进料口相连，萃取塔顶部出料口与醇拔头塔进料口相连，萃取塔底部出料口与污水回收醇塔相连；酯化反应器还与脱水塔相连，脱水塔底部出料口又循环连接至酯化反应器；脱水塔顶部出料口通过管道送入脱水塔受液罐，脱水塔受液罐通过管道以并联方式与萃取塔进料口和清水回收醇塔进料口相连。通过本发明进行工艺改进后，产品质量明显更加稳定，丁氧基丙酸丁酯等副产品产生的数量大幅降低，更有利于下一步水性胶粘剂工序生产使用，降低生产成本，节约能源，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸丁酯的生产系统，具体地说是一种水性胶粘剂专用的丙烯酸丁酯生产系统和生产方法。

背景技术

丙烯酸酯是丙烯酸及其同系物的酯类的总称。其能自聚或和其他单体共聚，是制造胶粘剂、合成树脂、特种橡胶和塑料的单体。目前工业上酯的生成现都采用直接酯化法。主要的丙烯酸酯包括轻酯(甲酯、乙酯)及重酯(丁酯、辛酯)，另外还有羟烷基酯、氨烷基酯、多功能酯等特种丙烯酸酯。直接酯化法生产轻酯催化剂通常为硫酸或酸性离子交换树脂，重酯用催化剂通常为硫酸或烷基磺酸。丙烯酸酯化可在气相下进行，但工业上通常是采用液相酯化工艺。酯化催化剂多为酸催化剂：一种是强酸，如硫酸或对甲苯磺酸，另一种为固体酸，如阳离子交换树脂。国内对于离子交换树脂催化剂的研究及使用较少，国际上也仅有日本触媒化学公司采用树脂催化剂的方法生产丙烯酸酯。其他工艺一般采用硫酸、对甲苯磺酸等烷基磺酸作为催化剂生产使用，但它们伴有废液污水处理的处理问题。

通过丙烯酸酯化合成丙烯酸酯特别是合成丙烯酸丁酯过程中，废水的来源主要分为两部分：一部分为丙烯酸酯化生成水，一部分为中和粗反应液未反应的丙烯酸所生成的含丙烯酸盐的碱性废水。这两种废水都是混合后在一支蒸馏塔内进行脱丁醇处理，酯化废水含有丁醇及极少量丙烯酸丁酯，废水中的丁醇和丙烯酸丁酯通过蒸馏是可以和水分离的，而含丙烯酸盐的碱性废水即含有丁醇和极少量丙烯酸丁酯又含有丙烯酸盐以及其它重物质，如丁氧基丙酸丁酯、丙烯酸钠等，这些物质是不能通过蒸馏方法和水分离的，因此蒸馏过的废水有机物含量仍然很高，相应COD也很高。

以附图1作为本发明改造前的工艺简图进行简要说明：酯化反应是在R1酯化反应器内有对甲苯磺酸等催化剂存在的情况下进行的，生成的水通过蒸馏进入脱水塔分离。反应条件为常压下，温度为358～368K，反应时间3～5h，醇和酸的摩尔比为1.0～1.1。酯化反应完成后，反应液经过冷却后，含产品和催化剂的粗丙烯酸丁酯冷却后进入萃取塔C2。C2塔顶用来自脱水塔顶的反应副产物水作萃取剂萃取催化剂和未反应的丙烯酸，塔底水相从塔底流出经P1输送进入到污水回收醇塔C5，在C5塔内蒸馏回收其中少量的正丁醇至脱水塔处理后返回到酯化反应器利用。C2塔顶有机相靠压差经过静态混合器M1与质量分数为30％的氢氧化钠水溶液充分混合反应，中和掉残余的催化剂和丙烯酸后，进入洗涤塔C3内。萃取液自C3塔底向塔顶上升，再经除盐水洗涤，洗涤完成后液体自C3塔顶进入醇拔头塔C6进料罐D2，含少量醇的酯在进料罐D2中分离除去夹带的少量水后，经泵P2输送加热后进入C6。从C6塔底部可得到粗酯并送入提纯塔C7，在提纯塔中通过精馏可获得丙烯酸丁酯含量≥99.0％、水含量≤0.1％、游离酸≤0.01％的产品。

上述生产方法存在以下缺点：

1、为中和多余的催化剂及丙烯酸，需要有设备(洗涤塔)以及引入新物料碱液进行中和，增加了生产成本和操作工作量；

2、加入的氢氧化钠与物料反应，产生丙烯酸钠、对甲苯磺酸钠等反应产物，增加了与产品(丙烯酸丁酯)分离的难度；

3、因碱液中和而产生大量污水，污水需经过提纯后再进入到污水处理站进行处理，增加较多处理成本并且生产中可能出现的跑冒滴漏对环境有一定影响；

4、污水中已经中和反应的催化剂及丙烯酸等物料，直接排放至污水处理造成了一定的浪费。

发明内容