本發(fā)明屬于精細化工產(chǎn)品技術領域，具體涉及一種連續(xù)反應精餾合成巰基乙酸異辛酯的工藝。
背景技術：
巰基乙酸異辛酯（tgb）是當今精細化工中的重要產(chǎn)品之一，在制備pvc塑料制品中充當著熱穩(wěn)定劑的重要位置，以及在pvc樹脂聚合和雙酚a合成中分別作為阻支鏈劑、催化劑。隨著有機錫熱穩(wěn)定劑市場需求量的急速膨脹，巰基乙酸異辛酯供不應求，對于其生產(chǎn)的工藝優(yōu)化越來越重要。
巰基乙酸異辛酯可采用先酯化再巰基化的技術路線來合成，即先合成氯乙酸異辛酯，然后經(jīng)過成鹽、水解、還原得到產(chǎn)品。該法反應步驟多、操作復雜。目前巰基乙酸異辛酯的工業(yè)化生產(chǎn)是以疏基乙酸和異辛醇為原料，在酸性催化劑的催化作用下發(fā)生酯化反應，再進行精餾分離提純。如莊志揚等采用顆粒狀活性炭固載對甲苯磺酸作催化劑對酯化過程進行了研究，確定了合適的進料比、反應溫度和反應時間；曾湘暉等以對甲苯磺酸為催化劑，以苯為帶水劑，對酯化反應進行研究。酯化反應是一個典型的可逆反應，為了提高反應的單程轉(zhuǎn)化率，cn204211675u公開了一種采用分步反應工藝流程，通過管路的流量控制進行配比，選擇精餾方式出料處理，以提高酯化的轉(zhuǎn)化率。cn202621150u公開了一種適用于巰基乙酸異辛酯合成的酯化釜結構，使物料間混合更加均勻，提高了反應效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
為了提高巰基乙酸的轉(zhuǎn)化率，進料中異辛醇與疏基乙酸的摩爾比會大大高于化學反應計量比。另外，酯化反應會生成水，盡管大部分的水可以在酯化單元被移除，但仍然有部分生成的水會殘留在巰基乙酸異辛酯的粗品種。因此巰基乙酸異辛酯粗品中會存在大量的異辛醇以及少量水，這就給后續(xù)分離帶來很大困難。cn204246861u公開了一種巰基乙酸異辛醋連續(xù)化精餾系統(tǒng)，包括精餾系統(tǒng)和真空系統(tǒng)，可根據(jù)產(chǎn)品純度要求適當調(diào)節(jié)回流比，提高蒸餾效率。cn202620750u介紹了通過設置內(nèi)循環(huán)噴淋裝置，以降低巰基乙酸異辛酯中雜質(zhì)的含量。
從上述內(nèi)容可以看出，目前工業(yè)上大多采用間歇酯化反應釜生產(chǎn)巰基乙酸異辛酯，其工藝存在反應時間長、能耗高、副產(chǎn)物多、效率低等缺點。反應精餾是將反應和精餾耦合在一個塔設備中，將反應生成的產(chǎn)物及時移出反應體系，以打破化學平衡的限制，顯著提高反應的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率，同時又可利用反應熱供產(chǎn)品分離，達到節(jié)能的目的。因此，本發(fā)明將反應精餾技術應用于巰基乙酸異辛酯的合成上，可在提高反應速率、減少設備投入和降低能耗的同時，實現(xiàn)巰基乙酸異辛酯的連續(xù)化生產(chǎn)。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)反應精餾合成巰基乙酸異辛酯的方法，其具有反應轉(zhuǎn)化率高、反應速度快、設備簡單、能耗低的特點，實現(xiàn)了巰基乙酸和異辛醇連續(xù)酯化反應生產(chǎn)巰基乙酸異辛酯。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種連續(xù)反應精餾合成巰基乙酸異辛酯的方法，其是以巰基乙酸和異辛醇為原料，在裝有固體超強酸催化劑填料的反應精餾塔內(nèi)進行酯化，并連通精制塔進行提純，從而連續(xù)合成巰基乙酸異辛酯；其具體包括如下步驟：
1）采用單股混合進料，將巰基乙酸和異辛醇從反應精餾塔內(nèi)固體超強酸催化劑填料的上端連續(xù)進料，在固體超強酸催化劑填料的下端加入阻聚劑，經(jīng)酯化反應后從塔釜連續(xù)采出合成的巰基乙酸異辛酯粗品，并從塔頂采出水；
2）將所得巰基乙酸異辛酯粗品送入精制塔進行提純，從塔側線采出巰基乙酸異辛酯成品，塔底采出高沸物，并將精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔異辛醇的進料端進行循環(huán)使用。
所述反應精餾塔包括反應段、提餾段和精餾段；其中，反應段的理論板數(shù)為10~15塊，提餾段的理論板數(shù)為10~15塊，精餾段的理論板數(shù)為20~25塊。
所述精制塔包括精餾段、提餾段和產(chǎn)品提純段；其中，精餾段的理論板數(shù)為8~15塊，提餾段的理論板數(shù)為5~10塊，產(chǎn)品提純段的理論板數(shù)為3塊。
反應精餾塔和精制塔采用減壓操作，反應精餾塔的操作壓力為40~60kpa，精制塔的的操作壓力為5~20kpa。
反應精餾塔的塔頂回流比為2~4，精制塔的塔頂回流比為1.5~3。
異辛醇與巰基乙酸的進料摩爾比為3~5:1。
阻聚劑的加入量為加入的異辛醇與巰基乙酸總重量的1%~2%。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：
（1）本發(fā)明將巰基乙酸和異辛醇連續(xù)進入反應精餾塔，實現(xiàn)了連續(xù)反應精餾。
（2）在巰基乙酸和異辛醇的酯化反應的過程中將反應產(chǎn)生的水和巰基乙酸異辛酯粗品分別從塔頂和塔釜排出，促進了反應向酯化方向進行，使得反應轉(zhuǎn)化率高，反應時間短，副產(chǎn)物少；將反應和精餾結合在一起，設備簡單，能耗低。
（3）精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔進料側異辛醇原料罐，充分利用原料，避免資源浪費，同時減少了廢水排放。
（4）本發(fā)明在實現(xiàn)巰基乙酸異辛酯連續(xù)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品收率以及節(jié)約能源上具有較大貢獻。
附圖說明
圖1為本發(fā)明連續(xù)反應精餾合成巰基乙酸異辛酯的工藝流程示意圖。其中，①是反應精餾塔的反應段、②是反應精餾塔的提餾段、③是反應精餾塔的精餾段，④是精制塔的精餾段、⑤是精制塔的提餾段、⑥是精制塔的產(chǎn)品提純段。
具體實施方式
如圖1所示，連續(xù)反應精餾合成巰基乙酸異辛酯的工藝流程為：
1）采用單股混合進料，將異辛醇（過量）和巰基乙酸按摩爾比3~5:1從裝有固體超強酸催化劑填料的反應精餾塔的①反應段上端連續(xù)進料，在①反應段下端加入阻聚劑，阻聚劑的加入量為加入的異辛醇與巰基乙酸總重量的1%~2%；巰基乙酸和異辛醇在①反應段酯化生成巰基乙酸異辛酯后，從②提餾段底部連續(xù)采出合成的巰基乙酸異辛酯粗品，從③精餾段頂部采出水；
2）將所得巰基乙酸異辛酯粗品送入精制塔的④精餾段進行提純，從⑤提餾段塔側線采出巰基乙酸異辛酯成品，從⑥產(chǎn)品提純段底部采出高沸物，并將精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔異辛醇的進料端進行循環(huán)使用。
其中，①反應段的理論板數(shù)為10~15塊，②提餾段的理論板數(shù)為10~15塊，③精餾段的理論板數(shù)為20~25塊。④精餾段的理論板數(shù)為8~15塊，⑤提餾段的理論板數(shù)為5~10塊，⑥產(chǎn)品提純段的理論板數(shù)為3塊。
反應精餾塔和精制塔采用減壓操作，反應精餾塔的操作壓力為40~60kpa，精制塔的的操作壓力為5~20kpa。
反應精餾塔的塔頂回流比為2~4，精制塔的塔頂回流比為1.5~3。
所用固體超強酸催化劑填料可以是so42-/mxoy(m=fe、ti、zr、sn等)型固體超強酸、雜多酸固體超強酸、負載金屬氧化物的固體超強酸或沸石固體超強酸。
為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
實施例1
將巰基乙酸和異辛醇按摩爾比1:4從反應精餾塔的反應段上端進料，進料速率為100kg/h，從反應段下端加入阻聚劑，加入速率為1kg/h，進行酯化反應。反應精餾塔內(nèi)反應段的填料為固體超強酸，反應段的理論塔板數(shù)為15，提餾段的理論塔板數(shù)為10，精餾段理論塔板數(shù)為20，回流比為3，操作壓力為50kpa。塔頂采出水的速率為2.87kg/h，塔釜采出巰基乙酸異辛酯粗品的速率為98.13kg/h。
將反應精餾塔塔釜采出的巰基乙酸異辛酯粗品進入精制塔進行提純，精制塔精餾段的理論板數(shù)是8塊、精制塔提餾段的理論板數(shù)是5塊、精制塔產(chǎn)品提純段的理論板數(shù)是3塊，回流比為2，操作壓力為10kpa。精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔上異辛醇進料管線，塔底采出高沸物。精制塔側線采出巰基乙酸異辛酯成品，采出速率為31.2kg/h，巰基乙酸異辛酯的純度為99.5%。巰基乙酸的轉(zhuǎn)化率為97.6%。
實施例2
將巰基乙酸和異辛醇按摩爾比1:3從反應精餾塔的反應段上端進料，進料速率為100kg/h，從反應段下端加入阻聚劑，加入速率為1kg/h，進行酯化反應。反應精餾塔內(nèi)反應段的填料為固體超強酸，反應段的理論塔板數(shù)為10，提餾段的理論塔板數(shù)為15，精餾段的理論塔板數(shù)為22，回流比為2，操作壓力為40kpa。塔頂采出水的速率為3.5kg/h，塔釜連續(xù)采出巰基乙酸異辛酯粗品的速率為97.5kg/h。
將反應精餾塔塔釜采出的巰基乙酸異辛酯粗品進入精制塔進行提純。精制塔精餾段的理論板數(shù)是12塊、提餾段的理論板數(shù)是8塊、產(chǎn)品提純段的理論板數(shù)是3塊，回流比為3，操作壓力為5kpa。精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔上異辛醇進料管線，塔底采出高沸物。精制塔側線采出巰基乙酸異辛酯成品，采出速率為36.2kg/h，巰基乙酸異辛酯的純度為99.6%。巰基乙酸的轉(zhuǎn)化率為93.8%。
實施例3
將巰基乙酸和異辛醇按摩爾比1:5從反應精餾塔的反應段上端進料，進料速率為100kg/h，從反應段下端加入阻聚劑，加入速率為1kg/h，進行酯化反應。反應精餾塔內(nèi)反應段的填料為固體超強酸催化劑填料，反應段的理論塔板數(shù)為12，提餾段的理論塔板數(shù)為15，精餾段的理論塔板數(shù)為25，回流比為4，操作壓力為60kpa。塔頂采出水的速率為3.1kg/h，塔釜連續(xù)采出巰基乙酸異辛酯粗品的速率為97.9kg/h。
將反應精餾塔塔釜采出的巰基乙酸異辛酯粗品進入精制塔進行提純。精制塔精餾段的理論板數(shù)是15塊、提餾段的理論板數(shù)是10塊、產(chǎn)品提純段的理論板數(shù)是3塊，回流比為1.5，操作壓力為20kpa。精制塔塔頂采出的異辛醇溶液返回到反應精餾塔上異辛醇進料管線，塔底采出高沸物。精制塔側線采出巰基乙酸異辛酯成品，采出速率為33.9kg/h，巰基乙酸異辛酯的純度為99.5%。巰基乙酸的轉(zhuǎn)化率為95.4%。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。