外回流自动控制技术在异辛酯生产中的应用

于新阳，徐庆华

(烟台恒邦化工助剂有限公司，山东 烟台 264100)

巯基乙酸异辛酯作为一种精细化工产品可用做农药、医药、有机合成、精细化工等领域的重要中间体，具有广泛的用途。目前国际国内巯基乙酸异辛酯的生产技术主要为Bunte盐法、合成巯基乙酸法和利用硫胺酯尾液法三种。其中Bunte盐法和合成巯基乙酸法是以基本化工原料直接合成巯基乙酸异辛酯产品，业内统称为合成法。而利用硫氨酯尾液法是国内企业为替代基本化工原料氯乙酸，降低生产成本，同时有效利用硫氨酯尾液开发的技术。我公司为了消耗硫氨酯尾液，决定开展利用硫氨酯尾液生产巯基乙酸异辛酯的技术研究，实验中我们发现传统的硫氨酯尾液生产巯基乙酸异辛酯工艺生产的巯基乙酸异辛酯产品色度大于20，无法与合成法生产的巯基乙酸异辛酯产品色度小于15相比，产品质量无法满足客户需求，并且传统工艺生产的产能也无法与合成法相比。通过研究，前期采用“二级酸化液除杂，一级粗酯还原”技术将酸化液和粗酯色度都从传统工艺的大于40降至小于20，运行结果表明巯基乙酸异辛酯成品的色度基本稳定在12左右，质量指标符合企业标准，满足了客户要求。通过“两次萃取、两次酯化”技术大大提高了萃取液及酯化液的含量，在对二次酯化液进行粗蒸馏，得到粗酯。通过对精馏装置采用外回流自动控制技术大大提高了产能，降低了生产成本。

1 精馏装置采用外回流自动控制技术研究

通过对蒸馏控制技术试验和研究，采用了“外回流自动控制”蒸馏技术，即：在传统蒸馏装置上加装外回流头自动控制装置，通过设定回流比，自动控制蒸馏回流量，提高了分离效果和蒸馏产率。解决了传统工艺因只有塔节填料自然内回流无法调节，只能在较低温度下缓慢蒸馏且酯随醇被大量带出，造成蒸馏时间长，产能低的不足。

1.1 外回流自动控制蒸馏装置示意图(局部)和外回流头装置现场图

图1 外回流头自动控制蒸馏装置示意图

图2 外回流自动控制装置现场图

2 实验部分

在1000 mL带回流头的实验装置中，加入700 mL粗酯，用电加热套对物料升温，在真空条件下，设定不同回流比进行蒸馏操作。

2.1 回流比对蒸馏回收率的影响

实验中，考察了在其他条件不变，回流比对蒸馏回收率的影响。表1是加装外回流头后，回流比对精馏回收率的影响结果。

表1 回流比对精馏回收率的影响

图3 回流比对精馏回收率的影响

由图3可见，随着回流量变小，回收率逐渐变小，但采出量过小，又会延长蒸馏时间，造成能耗升高，综合考虑确定回流比(采∶回)为8∶4。

2.2 真空度对蒸馏产率的影响

根据蒸馏原理，真空度对蒸馏产率的影响很大。表2是在保持蒸馏温度、回流比不变的条件下，真空度对蒸馏产率的影响结果。

表2 真空度对蒸馏产率的影响

图4 真空度对蒸馏产率的影响

由图4可见，随着真空度的提高，蒸馏产率也逐渐提高。这是因为异辛醇、巯基异辛酯两者沸点接近，随着真空度提高，两者沸点差值变大，因此提高真空度有利于两者的分离。

2.3 外回流自动控制技术运行工艺

经中试运行检验，产业化生产蒸馏装置采用了外回流头自动装置。确定的外回流自动控制技术运行工艺如表3所示。

表3 外回流自动控制工艺

2.4 外回流自动控制技术运行效果

传统工艺：塔节填料自然内回流，回流量无法调节，只能在较低温度下缓慢蒸馏且酯随醇大量带出。 外回流自动控制技术：加装外回流头装置调节回流比，通过回流控制快速蒸馏，分离效果好。

表4 外回流自动控制技术运行效果

2.5 外回流自动控制技术的产业化应用

通过在150 t/a中试生产装置反复试验，确定并完善了工艺条件，继而推广到4000 t/a的生产线上，通过 7个月的统计结果表明，该项目效果显著，产能比传统工艺提高到2.5倍，生产成本比传统工艺降低了1600 元/t。

表5 两次萃取、两次酯化及外回流自动控制技术运用效果

2.6 产品性能指标比较

该项目生产的产品主要性能指标经山东省基本化工产品检测站检测达到行业要求，结果及国内行业要求比较见表6。

表6 我公司产品主要性能指标检测数据与国内行业要求比较

3 结论

我国每年硫氨酯产量在1～1.5万t左右，同时副产巯基乙酸钠尾液在4～6万t左右，而采用传统法生产巯基乙酸异辛酯，产品质量差，产能低，适用范围少。我公司研发的利用硫氨酯尾液生产巯基乙酸异辛酯的新工艺，弥补了传统工艺的不足，生产出的巯基乙酸异辛酯产品指标达到了合成法的质量标准，实现了副产巯基乙酸钠尾液的高效利用。

本工艺在成本方面有较大优势，比传统工艺仅生产成本就可降低1600元/t。该工艺在化工助剂行业具有极大的推广价值。

本工艺生产的巯基乙酸异辛脂在产品质量和产量较传统工艺有较大提高，但国外市场要求产品色度在10以下，未来仍需在降低产品色度方面继续进行研究。另外随着市场竞争的加剧，降低成本是提高竞争力的关键，因此今后将在降低生产能耗及提高自动化程度方面继续进行研究。