[发明专利]一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面系统及方法

说明书

本发明提供了一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面系统，包括预混罐用以将甲醇进料管道和顺酐进料管道进来的物料进行预混，所述预混罐连接有第一固定床反应器和第二固定床反应器，所述第一固定床反应器内部设置有第一微界面发生器，所述第二固定床反应器内部设置有第二微界面发生器，所述第一固定床反应器和所述第二固定床反应器都连接有精馏塔。该系统增大了甲醇与顺酐之间的相界传质面积，提高了反应效率；通过微界面分散破碎的效果，使得甲醇与顺酐更好地互溶，溶液温度、浓度分布更均匀，而且极大地增强了溶液的湍流程度，使得固液相边界层进一步变薄，大幅度提高反应效率，节约了生产成本，提高生产效率和产出比。

技术领域

本发明属于顺丁烯二酸二甲酯的生产制备领域，具体而言，涉及一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面系统及方法。

背景技术

顺丁烯二酸二甲酯(DMM)俗称马来酸二甲酯，无色粘稠液体，分子式为C6H8O4，沸点(101.3kPa)200.4℃，熔点-19.0℃，相对密度1.146。顺丁烯二酸二甲酯是一种重要的有机化工原料，用作增塑剂、脂肪油类的防腐剂及有机合成的原料。顺丁烯二酸二甲酯经过不同的催化氢化工艺用于生产1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、丁二酸二甲酯等，1,4-丁二醇和丁二酸二甲酯可继续用于生产完全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。

顺酐与甲醇酯化反应即可得到顺丁烯二酸二甲酯，传统的生产方法是采用滴流床反应器，液体向下以液膜的形式通过固体催化剂，低液速条件下容易导致液体分布不均匀，出现沟流现象，从而使催化剂无法完全润湿，催化剂的利用率以及反应转化率降低，也使得固液之间液膜较厚，增大了顺酐与醇分子从溶液本体向催化剂表面活性中心扩散吸附的阻力，降低反应效率。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面系统，该系统将甲醇蒸汽分散破碎为甲醇微气泡，增大了甲醇与顺酐之间的相界传质面积，提高了反应效率；通过在第二固定床反应器设置了第二微界面发生器，通过微界面分散破碎的效果，使得甲醇与顺酐更好地互溶，溶液温度、浓度分布更均匀，而且极大地增强了溶液的湍流程度，使得固液相边界层进一步变薄，大幅度提高反应效率，节约了生产成本，提高生产效率和产出比。

本发明的第二目的在于提供一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面方法，降低了反应压力及温度。

为了实现上述技术目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种制备顺丁烯二酸二甲酯的强化微界面系统，包括预混罐用以将甲醇进料管道和顺酐进料管道进来的物料进行预混，所述预混罐连接有第一固定床反应器和第二固定床反应器，所述第一固定床反应器内部设置有第一微界面发生器，所述第二固定床反应器内部设置有第二微界面发生器，所述第一固定床反应器和所述第二固定床反应器都连接有精馏塔。

本发明还可以将甲醇替换为乙醇，反应步骤都一样，区别仅在于生成顺丁烯二酸二乙酯。

本发明通过在第一固定床反应器内部设置了第一微界面发生器，加甲醇蒸汽分散破碎为甲醇微气泡，增大了甲醇与顺酐之间的相界传质面积，提高了反应效率。接着，通过在第二固定床反应器设置了第二微界面发生器，通过微界面分散破碎的效果，使得甲醇与顺酐更好地互溶，溶液温度、浓度分布更均匀，而且极大地增强了溶液的湍流程度，使得固液相边界层进一步变薄，大幅度提高反应效率，节约了生产成本，提高生产效率和产出比。

优选的，所述第一微界面发生器设置在所述第一固定床反应器的底部，所述第二微界面发生器设置在所述第二固定床反应器的底部。之所以将第一微界面发生器和第二微界面发生器设置在底部，是因为这样可以延长甲醇与顺酐的反应时间，提高了反应效率。

优选的，所述第一微界面发生器为气动式微界面发生器，所述第二微界面发生器为液动式微界面发生器。