二羧酸和异丁醇制备尼龙酸二异丁酯.pdf

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1、精细石油化工进展第l1卷第1O期52ADVANCESINF1NEPEIR0CHEMICAI_S二羧酸和异丁醇制备尼龙酸二异丁酯时晶刘爱国张洪涛庆惠春(辽阳石化金兴化工厂，辽阳111003)摘要在对甲苯磺酸(PTSA)催化剂的作用下，以二羧酸与异丁醇为原料制备尼龙酸二异丁酯，生产成本低，产品色泽好。确定了最佳合成条件：催化剂占总酸量的1．85％，碱用量是总酸量的3倍，塔顶温度控制在120℃时，产品指标满足醇含量小于0．20％，产品色泽好，且收率较高，能达到90％。关键词二羧酸异丁醇尼龙酸二异丁酯催化剂合成条件尼

2、龙酸二异丁酯是一种防寒型增塑剂，广泛表1溶解釜和反应器物料平衡应用于塑料橡胶制品，特别在我国北方地区应用广泛。传统的尼龙酸二异丁酯制备工艺以己二酸二异丁酯和对苯二甲酸二异丁酯为原料，生产成本高，且反应过程中以浓硫酸作催化剂，用氢氧化钠溶液中和，没有完整的脱醇蒸酯工艺，产品色泽暗黄，对制成的塑料制品颜色影响很大。在对苯甲磺酸(PTSA)催化剂作用下，以尼龙装置废酸液生产的四、五、六碳二羧酸(CH(COOH))与异丁醇(CH，OH)为原料，通注：数据为中试数据；上釜釜残指上一次蒸酯过程结束后，反应器里剩余酯类，主

3、要成分为酯类、碳化物、泥沙等；洗釜残水指处过酯化反应生产二羧酸二异丁酯理釜残中泥沙、碳化物等杂质过程中所用的水。(CH(COOC。H，)2)。该工艺产品色泽好，目余的酸，当酸值达要求后进人蒸酯工序。蒸酯过前在美国杜邦公司、英国Clevelandchemicals得到程产生的轻组分异丁醇返回酯化工序循环利用，广泛应用。本研究对该方法的反应条件进行了考重组分直接进入釜残处理工序，水洗后返回到蒸察，确定了最佳工艺条件。酯工序循环回收j。工艺过程属间歇操作过程，1中试试验条件和工艺流程工艺流程见图1。1．1原料组成1

4、-4各工艺工程操作条件尼龙酸，CH：(COOH)，含量≥95％，酸值表2工艺过程主要操作条件835mg(KOH)／g，来源于尼龙装置废酸液u；异丁醇(C。H，OH)，含量≥95％；对苯甲磺酸(PTSA)，固体含量≥95％；无水碳酸钠，固体，含量≥95％。1．2物料平衡溶解釜和反应器物料平衡见表1。1．3工艺流程中试装置操作分为溶解、酯化、中和、脱醇蒸酯、釜残处理工序。在溶解工序中将异丁醇、二羧酸、PTSA催化剂按质量比为1．25：1：0．0185加入溶解罐中溶解；酸值达要求后，将溶液泵人反应釜进行酯化反应，物

5、料在一定温度下反应达终点；进收稿日期：2010—07一Ol。入中和工序，中和过程用饱和碳酸钠溶液中和多作者简介：时晶，主要从事石油生产技术管理工作。2010年10月时晶等．二羧酸和异丁醇制备尼龙酸二异丁酯53表2为各工艺过程主要操作条件，脱醇过程控制好塔顶及侧线温度引。及蒸酯过程回流比要随时进行调整，调整原则为图1二羧酸和异丁醇制备尼龙酸二异丁酯工艺流程VlO1一醇原料罐；V1o7一醇高位罐；R1o4一催化剂溶解罐；R1o2一溶解釜；V102一补加醇罐；R10l一反应釜；V1o4一蒸酯回流罐；Vl05一蒸酯塔

6、；E1O1一塔顶冷凝器；V106一醇水分离罐；V108—水接收罐；V103一醇接收罐；R103—釜残水洗釜；P1Ol一醇原料泵；Pl02一反应釜进料泵；P1o4一蒸酯回流泵；P105—塔顶回流泵；Pl03一反应釜回流泵。1-5各工艺过程中控指标及产品技术指标影响，特定的酸值最容易贮存，结果见表4。各工艺过程判断终点的指标及产品技术指标表4溶解过程催化剂量对酸值降到见表3。其中国内传统工艺生产的尼龙酸二异丁要求的时间的影响酯，色度指标一般达100哈森值，本工艺产品色度指标小于15哈森值，远低于传统工艺。表3工艺

7、过程判断终点的指标及产品指标工艺过程(，溶解过程240．0—250．0酯化过程3．0—4．0中和过程0．2由表4可知，随着PTSA催化剂量增加，溶解脱醇过程≤O．2时间缩短，但催化剂成本增加；催化剂量减少，虽蒸酯过程≤15≤O．2≤O．2无≤O．2>199然催化剂的成本降低，但溶解时间增加，能耗也注：色度按GB3143测定，酸值按GB1668测定。增加。2结果与讨论2．2酯化过程PTSA催化剂量对酯化时间和最本次中试成功地生产出了合格的尼龙酸二异后酸值的影响丁酯产品，现将中试过程中各工序实验结果进行酯化工程中

8、考察PTSA催化剂量对酯化时间讨论。和最后酸值的影响，结果见表5。随着催化剂量2．1溶解过程中催化剂量对酸值降到要求的时增加，前期反应速度较快，但增加到一定值时，反间的影响应速度加快不明显。综合考虑，为达到较高的转溶解过程中主要考察A催化剂量(以总化率并缩短酯化过程停留时间，催化剂量为酸质量计，下同)对酸值降到规定要求的时间的1．85％时，综合效果最好。因此，ZI'SA催化剂量精细石油化-r进展第1