[发明专利]一种连续化柠檬酸三乙酯生产系统及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及酯类的制备方法，尤其涉及连续生产柠檬酸三乙酯的工艺及装置。

背景技术

柠檬酸三乙酯（triethylcitrate）分子式C₁₂H₂₀O₇，主要用作胶黏剂和密封剂的增 塑剂，器溶解能力强，与许多树脂有良好的相容性。用它増塑的制品有良好的耐油性、耐光 性和抗霉性。在许多医疗器具中广泛使用，是一种绿色环保型增塑剂。

在现有的技术中已经公开了多种制备柠檬酸三乙酯的方法，最常用的是以柠檬酸 和无水乙醇为原料，浓硫酸为强酸催化剂合成柠檬酸三乙酯，此方法都为间歇反应，反应如 下：

所述间歇反应是指柠檬酸溶解于一定量的无水乙醇后，再由过量的无水乙醇不断与柠 檬酸反应，生成的水与乙醇共沸蒸馏，馏出淡乙醇，脱除生成的酯化水。由大量的无水乙醇 进入酯化釜，促进反应向正向进行，在实际上述反应过程中，柠檬酸与乙醇反应，先生成柠 檬酸一乙酯，再生成柠檬酸二乙酯，然后再继续反应生成柠檬酸三乙酯。

在现有的技术中，由于馏出的淡乙醇含有较高的水分，需重新脱水处理后，才能作 为生产柠檬酸三乙酯的原料使用，导致能耗较大生产成本较高，原料的利用率偏低，产能偏 小，并且增加了大量的附属设备，投资多，设备利用率低，能耗大，产量小，是其一大缺点。同 时采用硫酸作强酸催化剂，对设备的腐蚀严重，并且浓硫酸有很强的氧化性，副产物的生产 较多。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种可进行连续生产，无需重新脱水处理，有 效降低生产和投资成本，设备及乙醇原料利用率高，能耗低并且设备使用寿命长，副产品较 少的连续化柠檬酸三乙酯生产系统及其生产方法。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种连续化柠檬酸三乙酯生产系统，包 括顺次输送管道连接的溶解釜、初级酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜，深度酯化釜近顶端 设置有粗产品管道，其特征在于初级酯化釜顶端通过一号共沸管道连接上方的异形精馏 塔，异形精馏塔顶端通过浓缩管道连接其顶部附近的冷凝器，冷凝器底端连接高位槽，高位 槽通过一号回流管连接初级酯化釜和中度酯化釜，高位槽通过二号回流管连接异形精馏塔 顶端，深度酯化釜底端设置有无水乙醇进料管道，深度酯化釜顶端设置二号共沸管道连接 中度酯化釜顶端，中度酯化釜顶端设置三号共沸管道连接初级酯化釜顶端。

作为优选，异形精馏塔包括塔体，塔体上部为精馏区，塔体底部为空塔，空塔内设 置有加热器。

作为优选，初级酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜内均设置有搅拌装置。

作为优选，溶解釜、初级酯化釜、中度酯化釜、深度酯化釜之间的输送管道上设置 有计量泵。

为实现本发明目的，提供了一种连续化柠檬酸三乙酯生产系统的生产方法，其特 征在于包括以下步骤：

a.将无水柠檬酸与乙醇按质量配比1∶（1.8-2.3），强酸催化剂的量是反应物料总量的 0.05%-0.3%，投入溶解釜60℃-70℃搅拌溶解；

b.溶解后的物料通过输送管道进入初级酯化釜，酯化温度控制120℃-125℃，反应生成 水与乙醇共沸，通过一号共沸管道进入异形精馏塔，乙醇得到浓缩，含量≥95%，经冷凝器冷 却进入高位槽；

c.在初级酯化釜中当反应物酯化率达到80%-90%时，通过输送管道用计量泵送入中度 酯化釜，同时高位槽的乙醇控制一号回流管流量计按计量回到中度酯化釜与反应物料进行 酯化反应；

d．中度酯化釜酯化生成的水与乙醇共沸后通过三号共沸管道进入初级酯化釜，最终通 过一号共沸管道进入异形精馏塔，乙醇得到浓缩后循环利用，在中度酯化釜的物料酯化温 度控制128℃-132℃，酯化率达到93%-96%时，由计量泵送入深度酯化釜；

e．在深度酯化釜中，为确保酯化深度，通过无水乙醇进入管道加入无水乙醇，无水柠檬 酸与无水乙醇按质量配比1∶0.62-0.76，无水乙醇从深度酯化釜釜底进入，充分与反应物混 合接触，更利于釜内反应物酯化的彻底；

f．深度酯化釜进行酯化时，乙醇与反应生成水的水量已较少，所以乙醇含量仍＞95%， 把乙醇蒸馏物通过二号共沸管道进入中度酯化釜进行酯化，在深度酯化釜中，酯化温度控 制135℃-140℃，酯化率达到≥99%后开始出粗酯成品。