连续生产聚酯多元醇的方法和装置

摘要

本发明公开了一种多元羧酸和/或多元羧酸衍生物与多元醇和/或多元醇衍生物合成得到聚酯多元醇的连续生产工艺，区别于目前的间歇生产工艺。本发明中重点涉及一种两段式连续生产聚酯多元醇反应装置，区别于传统的间歇搅拌装置。采用这一连续化聚酯多元醇生产工艺，过程停留时间均一可控，强化了过程传热及传质，提高了工艺塔分离效率，有效降低了操作成本，满足高能效柔性化生产需求，可获得低色值、高品质的聚酯多元醇产品。

主权项

一种合成得到聚酯多元醇的连续生产方法，该工艺将多元羧酸和/或多元羧酸衍生物与多元醇和/或多元醇衍生物连续进料，并在催化剂的存在下分别在两段塔式反应器中连续完成酯化反应和缩聚反应，最终得到稳定酸值和分子量的聚酯多元醇产品：(i)反应原料为至少一种或多种多元羧酸和/或多元羧酸衍生物与至少一种或多种多元醇和/或多元醇衍生物，(a)多元羧酸及其衍生物包含具有一定碳原子且具有2～4个羧基的有机多元羧酸，及其衍生物，合适的多元羧酸及其衍生物包括：脂肪族多元羧酸、脂环族多元羧酸、不饱和烷基多元羧酸、芳香族多元羧酸和前述多元羧酸的酸酐及其衍生物，脂肪族多元羧酸包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一烷二酸、十二烷二酸；脂环族多元羧酸包括：六氢苯二甲酸、1，3‑环己烷二酸、1，4‑环己烷二酸；不饱和烷基多元羧酸包括：反丁烯二酸、顺丁烯二酸；芳香族多元羧酸包括：邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，2，4‑苯三甲酸、1，3，5‑苯三甲酸、2，6‑萘二甲酸；多元羧酸的酸酐包括：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、1，2，4‑苯三酸酐；(b)多元醇及其衍生物包含具有一定碳原子且具有2～4个羟基的有机多元醇，及其衍生物，合适的多元醇及其衍生物包括：二元醇、三元醇、四元醇及其衍生物，二元醇包括：乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、1，2‑丙二醇、1，3‑丙二醇、一缩二丙二醇、1，4‑丁二醇、新戊二醇、1，6‑己二醇、1，10‑葵二醇、1，3‑环己烷二甲醇、1，4‑环己烷二甲醇；三元醇包括：甘油、三羟甲基丙烷；四元醇包括：季戊四醇；(c)多元羧酸及其衍生物与多元醇及其衍生物反应摩尔比为1∶1～1∶4；(ii)催化剂为至少一种或多种钛系、锑系、锗系、锡系和钨系催化剂及其组合物，(a)催化剂选自下列化合物：钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、乙二醇钛、抗水解钛催化剂、三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、二氧化锗、月桂酸二丁基锡、磷钨酸中的一种或多种；(b)催化剂使用量为原料总质量的10～1000ppm；(iii)一种连续合成聚酯多元醇的工艺方法，该工艺方法将多元羧酸和/或多元羧酸衍生物与多元醇和/或多元醇衍生物连续进料，进行酯化和/或酯交换反应，生成齐聚物，然后连续引入催化剂，混合催化剂的齐聚物进行缩聚阶段反应，最后连续出料生产一定酸值和分子量的聚酯多元醇产品，(a)配制酸和醇的浆料/或悬浮液，保持酸和醇的摩尔比为1∶1～1∶4，保持20～90℃和1～2公斤压力，或(b)原料预处理中先将酸熔化，并与醇在温度为100～200℃下以酸和醇的摩尔比为1∶1～1∶4混合；(c)来自于(a)和/或(b)的混合物连续进料到第一段多级反应器，在多级反应器中，连续、不间断地进行酯化和/或酯交换反应，保持下列反应条件：(c1)来自于(a)和/或(b)的混合物在130～260℃和1～2公斤压力下于塔式反应器中从上至下逐级完成酯化反应，直至流出第一段多级反应器，并且反应产生的蒸汽从各级反应混合物就地分离出；(c2)各级反应器内酯化所产生的小分子蒸汽与汽化的醇由下而上逐级汇聚，从塔顶出口 进入精馏塔进行醇水分离，大部分水及其他小分子从塔顶排除，大部分醇回流至塔式反应器中的第一级；(d)从(c)中得到一定指标的齐聚物混合催化剂后经熔体泵连续输送至第二段多级反应器，在多级反应器中，连续、不间断地进行酯化和/或缩聚反应，保持下列反应条件：(d1)从(c)中得到的齐聚物混合催化剂在200～260℃和0.01～1.1公斤压力(绝对压力)下于第二段塔式反应器中由上至下逐级完成酯化和/或缩聚反应，直至流出第二段多级反应器，并且反应产生的蒸汽从各级反应混合物就地分离出；(d2)各级反应器内反应所产生的小分子蒸汽与汽化的醇由下而上逐级汇聚，由塔顶排出；(f)从(d)中连续得到聚酯多元醇产物，实时监测其黏度、酸值、色度和含水量产品指标，最后将产物过滤并冷却至150℃下密闭保存。