一种高效环保的甲基丙烯酸丁酯生产工艺

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。

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。

步骤(3)中所述的中和是指釜液进入中和塔，进行固碱中和。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。

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％。

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。

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％。

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％。

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℃。