[发明专利]一种高效环保的甲基丙烯酸丁酯生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效环保的甲基丙烯酸丁酯的生产工艺。

背景技术

甲基丙烯酸丁酯(BMA)是仅次于甲基丙烯酸甲酯的重要甲基丙烯酸烷基醋类,是一种重 要的有机化工中间体。主要用于制备各种聚合物,广泛用于生产丙烯酸涂料、粘合剂以及纸张、 皮革和纺织品的整理剂、乳化剂、上光剂、防臭剂等。随着我国涂料、粘合剂、纺织、造纸、 塑料等工业的迅速发展,对BMA的需求将会日益增加，尤其是华东和华南底漆的用量将会有 较大增长，据业内人士预计，该产品市场需求在未来几年将会以20％的速度增长。目前,我国 生产高档丙烯酸涂料所需的高纯度BMA(≧99.5％)大量依赖进口,我国高纯度BMA的生产技 术尚需进一步开发。

BMA的合成工艺除丙酮氰醇法外,还可以采用醇酸酯化法和酯交换法。针对丙烯酸涂料 等行业对BMA纯度及酸度的要求,采用酯交换法合成BMA较为有利。目前,我国有些厂家采 用浓硫酸为催化剂的酯交换工艺生产BMA,虽然此催化剂廉价易得,但因其具有腐蚀性,对设 备、器材以及操作条件要求苛刻,并且反应时间长,副反应多,后处理工序繁琐,三废严重。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种甲基丙烯酸丁酯的连续生产工艺。通过酯交 换的方法，降低传统催化剂对设备、器材的腐蚀，以及副反应多、聚合物难处理等问题，同 时避免了废水的产生、处理、排放等问题，降低生产所需物料成本消耗，从而到达节能提效 的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高效环保的甲基丙烯酸丁酯生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将反应原料正丁醇与甲基丙烯酸甲酯按摩尔比为1:1.5～1:4，催化剂按进料总质量的 0.5％～5％，阻聚剂按进料总质量的0.01％～0.1％投入酯化釜中，酯化釜温度为85℃～115℃、 压力为常压，在酯化釜中经蒸汽加热反应形成酯化产物，酯化釜物料组分按重量比计为：甲 醇1-3％，甲基丙烯酸甲酯10-20％，丁醇5-15％，甲基丙烯酸丁酯55-70％，甲基丙烯酸丁酯 的聚合度为3ppm～30ppm；

(2)酯化釜物料以共沸物的形式进入酯化塔，酯化釜中为未反应的甲基丙烯酸甲酯和反 应生成的甲醇从酯化塔的塔顶馏出，酯化塔温度为85℃～105℃、压力为75kpa～90kpa，酯化 塔的塔顶温度为50℃～80℃，经冷凝器冷凝后进入分相器进行分层，得到酯相甲基丙烯酸甲 酯，加入阻聚剂，回流至酯化塔，收集甲醇；

(3)酯化塔内的釜液一部分经泵重新打回酯化釜进行回流，另一部分进行中和、精馏， 得到含量为99.0％～99.8％的甲基丙烯酸丁酯，其中，酯化塔内回流至酯化釜的釜液与进行中 和、精馏的釜液比体积流量为0.5:1-5:1。

优选的，步骤(3)中所述的中和是指釜液进入中和塔，进行固碱中和。

进一步优选的，所述的固碱为固态氢氧化钠，用量为进入中和塔粗酯质量的1-10倍，并 定期更换补充。

优选的，步骤(3)中的精馏，包括以下步骤：进入脱轻塔，脱轻塔的塔釜温度为85℃ ～115℃、压力为10kPa～25kPa，脱轻塔的塔顶温度为50℃～80℃，压力为20kPa～30kPa，脱轻 塔的塔顶馏出液，加入阻聚剂，回流至酯化釜；脱轻塔塔釜物料进入脱重塔，脱重塔的塔釜 温度为85℃～115℃、压力控制为5kPa～10kPa，脱重塔的塔顶温度为90℃～105℃，压力为 10kPa～20kPa，脱重塔的塔顶馏出液，加入阻聚剂，回流至酯化釜，其中阻聚剂的加入量为馏 出液的0.01％～0.1％。

优选的，所述的催化剂选自对甲基苯磺酸、甲基磺酸、离子交换树脂、对甲苯磺酸中的 一种；所述的阻聚剂选自甲基氢醌THQ、对苯醌PBQ、对羟基苯甲醚HQMME、2-叔丁基对 苯二酚MTBHQ、2,5-二叔丁基对苯二酚2,5-DTBHQ中的一种或多种。

优选的，酯化釜的投入新鲜原料流量控制在每小时的投入量为总进料量的40％～90％。

优选的，酯化釜的釜液循环流量为每小时的流量为总进料量的20-80％。

优选的，回流至酯化釜的溶液需先经再沸器加热后，回流至酯化釜，再沸器的温度为 90-120℃。

本发明的有益效果：

本发明与传统醇酸反应优势在于：