渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113522029A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110768599.3C07C69/704(2006.01)(22)申请日2021.07.07(71)申请人广州汉至蓝能源与环境技术有限公司地址511450广东省广州市番禺区石基镇文边文建一街8号之7(72)发明人熊春刚杨震鸿(74)专利代理机构北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)11411代理人杨本官(51)Int.Cl.B01D61/36(2006.01)C07C67/08(2006.01)C07C67/48(2006.01)C07C69/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法及其装置(57)摘要本发明提出了一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法及其装置，涉及化学领域，该种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法及其装置，包括循环罐、固体酸催化剂床、膜组件以及废水罐；所述循环罐的一侧设置有第一循环泵，所述第一循环泵远离循环罐的一端连接有第一过滤器，所述第一过滤器远离第一循环泵的一端与固体酸催化剂床连接；所述循环罐与膜组件之间设置有换热器，所述换热器远离膜组件的一端连接有第二循环泵。通过将渗透汽化膜和酯化反应直接耦合，再将反应体系中副产物水直接脱出，可以直接大幅度促进酯化反应速率，增加产品收率，生产效率大大提高。CN113522029ACN113522029A权利要求书1/2页1.一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的装置，其特征在于，包括：循环罐(1)、固体酸催化剂床(6)、膜组件(7)以及废水罐(9)；所述循环罐(1)的一侧设置有第一循环泵(2)，所述第一循环泵(2)远离循环罐(1)的一端连接有第一过滤器(3)，所述第一过滤器(3)远离第一循环泵(2)的一端与固体酸催化剂床(6)连接；所述循环罐(1)与膜组件(7)之间分别设置有换热器(11)，所述换热器(11)远离膜组件(7)的一端连接有第二循环泵(5)，所述第二循环泵(5)远离换热器(11)的一端连接有第二过滤器(4)，所述第二过滤器(4)远离第二循环泵(5)的一端与循环罐(1)连接；所述膜组件(7)与废水罐(9)之间安装有冷凝器(8)，所述冷凝器(8)的一侧连接有真空泵(10)。2.如权利要求1所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的装置，其特征在于：所述固体酸催化剂床(6)的出口与循环罐(1)上方的一个进口相连。3.如权利要求1所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的装置，其特征在于：所述循环罐(1)的顶端与底端分别设置有原料进口和产品出口。4.如权利要求1所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的装置，其特征在于：所述冷凝器(8)上方出口与真空泵(10)连接，且真空泵(10)出口与大气相连。5.如权利要求1所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的装置，其特征在于：所述冷凝器(8)下端出口与废水罐(9)进口相连，且废水罐(9)出口与大气相连。6.如权利要求1所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法，其特征在于：包括以下具体流程：S1.将羧酸和醇类物料等摩尔比例直接投入循环罐(1)中；S2.进入循环罐(1)中的物料经过第一循环泵(2)泵送后进入第一过滤器(3)，经第一过滤器(3)再进入固体酸催化剂床(6)中进行催化反应，反应后的羧酸、醇类及产品酯类、副产物水再次进入循环罐(1)中，反复循环使物料通过固定床，促进反应向产品方向进行；S3.循环罐(1)中的物料在进行循环催化反应的同时，循环罐(1)中的羧酸、醇类、酯类和副产物水也会经过第二过滤器(4)、第二循环泵(5)将酸性混合物料送入膜组件(7)中，从而利用换热器(11)以及膜组件(7)的渗透汽化作用将副产物水及时的脱出，从而能够快速高效的直接促进酯化反应向正方向进行；S4.进入膜组件(7)渗透侧的水在高温、真空下快速汽化，促进渗透水快速的脱离膜组件(7)渗透侧表面，降低渗透阻力，渗透的水再经过冷凝器(8)冷凝，收集到废水罐(9)中进行回收，大幅度的降低环保压力；S5.监测循环罐(1)，当反应体系中反应底物消耗殆尽时，将水脱出，循环罐(1)中即可得到酯类产品。7.如权利要求5所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法，其特征在于：所述S2中的流程为酯化反应系统加工流程，且反应物料体系的pH范围维持在0‑7，反应温度范围为70‑190℃。8.如权利要求5所述的一种渗透汽化膜耦合酯化反应生产酯类产品的方法，其特征在于：所述S3中的流程为渗透汽化脱水系统的加工流程，且所述渗透汽化脱水系统的运行温度为70‑150℃，pH耐受范围为0‑8。2CN113