本发明属于有机合成领域，涉及一种马来酸二甲酯的合成工艺，特别涉及一种马来酸酐与甲醇合成马来酸二甲酯的酯化反应。
背景技术：
马来酸二甲酯是一种无色粘稠液体，可以作为涂料、粘结剂、光学材料、防缩整理剂、水处理剂PBTCA的重要合成原料和中间体。
传统的马来酸二甲酯的生产方法多采用以顺酐为原料，在硫酸的催化作用下与甲醇进行酯化反应，该生产工艺虽然催化剂硫酸的催化活性高、价格便宜，但存在副反应多、产品容易异构化成富马酸二甲酯、设备腐蚀严重、后续处理复杂等缺点。后来逐渐出现了反应效率高的催化酯化塔反应工艺，采用固体酸和强酸性离子交换树脂作催化剂减少腐蚀，降低成本。但是由于反应塔反应的连续性，马来酸单甲酯与甲醇不能实现充分的接触反应，导致反应酯化率低，甲醇利用率低等问题。
公开号CN102908955A公开的大孔筛板酯化反应器及马来酸二甲酯的制备方法，采用筛板上开凹槽，凹槽底部设直径逐渐缩小通孔，凹槽上设活动的止逆阀。催化剂置于塔板上。相邻上一块筛板上设置降液管，降液管穿过该块筛板，上部开口设有防护罩。马来酸单甲酯以液相形式从反应器顶部引入，甲醇以气相形式从反应器底部引入，反应后得到马来酸二甲酯从反应器底部引出反应器。该反应液相马来酸单甲酯和甲醇气体由于一个从底部进入一个从顶部进入，而且甲醇沸点较低，导致接触时间短，不能充分参加反应。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述缺点，为了在反应过程中甲醇与中间体马来酸单甲酯能够充分接触反应，本发明提供一种马来酸二甲酯的合成工艺，采用多个甲醇蒸汽输入，使甲醇蒸汽在整个酯化釜中能够均匀分布，增大与马来酸单甲酯的接触面积和接触时间，从而使提高酯化率，增大甲醇利用率，提高反应效率。
本发明技术方案如下：
一种马来酸二甲酯的合成工艺，包括以下步骤：
1）将马来酸酐与甲醇以摩尔比1：1～1.5的比例连续的加入单酯化反应釜中于70～100℃反应生成马来酸单甲酯，保持单酯化反应釜1/3～2/3的液位，将生成的马来酸单甲酯连续的泵入催化酯化塔；
2）马来酸单甲酯从催化酯化塔第一层塔板上部进入催化酯化塔，甲醇蒸汽从每一层塔板的上部液面以下进入催化酯化塔，每一层塔板上分布固体催化剂，马来酸单甲酯与甲醇蒸汽在每一层塔板上在固体催化剂的催化作用下合成马来酸二甲酯。
进一步地，步骤1）中，所述的催化酯化塔由5～20层塔板组成；
进一步地，步骤2）中，所述马来酸单甲酯以1～2t/h的流速进入催化酯化塔；
进一步地，步骤2）中，所述甲醇蒸汽在每一层塔板的上部液面以下以1.5～3t/h的速度进入催化酯化塔；
进一步地，步骤2）中，所述的催化酯化塔，塔顶温度60～90℃，塔中温度为95～150℃；
进一步地，步骤2）中，所述固体催化剂为强酸性离子交换树脂。
本发明有益效果在于：与常用的催化酯化塔相比，马来酸单甲酯的合成采用连续化不仅增加了生产效率，而且充分利用了单酯化反应的余热提高了能量利用率，节约成本；马来酸二甲酯的酯化过程采用多个甲醇蒸汽输入，将甲醇蒸汽的加入分布在每个塔板上，使每个塔板都形成一个沸腾状态的小反应器，增加了马来酸单甲酯与甲醇的接触面积和接触时间，避免了甲醇蒸汽在上升过程中液化回流入塔釜导致甲醇在塔中分布不均匀，提高了反应效率和酯化率，增大了甲醇利用率，提高收率的同时减低了生产成本，适合工业应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步描述本发明，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
实施例1
一种马来酸二甲酯的合成工艺，包括以下步骤：
1）将马来酸酐与甲醇以摩尔比1：1.3的比例连续的加入单酯化反应釜中于85℃反应生成马来酸单甲酯，保持单酯化反应釜1/3～2/3的液位，将生成的马来酸单甲酯连续的泵入11层塔板催化酯化塔；
2）马来酸单甲酯以1.3t/h的流速从催化酯化塔第一层塔板上部进入催化酯化塔，甲醇蒸汽以2t/h的速度从每一层塔板的上部液面以下进入催化酯化塔，塔顶温度60～90℃，塔中温度为105～120℃，每一层塔板上分布强酸性离子交换树脂，马来酸单甲酯与甲醇蒸汽在每一层塔板上在强酸性离子交换树脂的催化作用下合成马来酸二甲酯，过量甲醇自塔顶进入甲醇精馏塔精馏回收利用。
本实施例酯化率为99.9%，收率以马来酸酐计算接近100%。
实施例2
一种马来酸二甲酯的合成工艺，包括以下步骤：
1）将马来酸酐与甲醇以摩尔比1：1.1的比例连续的加入单酯化反应釜中于70℃反应生成马来酸单甲酯，保持单酯化反应釜1/3～2/3的液位，将生成的马来酸单甲酯连续的泵入15层塔板催化酯化塔；
2）马来酸单甲酯以1.5t/h的流速从催化酯化塔第一层塔板上部进入催化酯化塔，甲醇蒸汽以2t/h的速度从每一层塔板的上部液面以下进入催化酯化塔，塔顶温度60～90℃，塔中温度为105～120℃，每一层塔板上分布强酸性离子交换树脂，马来酸单甲酯与甲醇蒸汽在每一层塔板上在强酸性离子交换树脂的催化作用下合成马来酸二甲酯，过量甲醇自塔顶进入甲醇精馏塔精馏回收利用。
本实施例酯化率为99.6%，收率以马来酸酐计算为接近100%。
实施例3
一种马来酸二甲酯的合成工艺，包括以下步骤：
1）将马来酸酐与甲醇以摩尔比1：1.5的比例连续的加入单酯化反应釜中于95℃反应生成马来酸单甲酯，保持单酯化反应釜1/3～2/3的液位，将生成的马来酸单甲酯连续的泵入20层塔板催化酯化塔；
2）马来酸单甲酯以1.3t/h的流速从催化酯化塔第一层塔板上部进入催化酯化塔，甲醇蒸汽以3t/h的速度从每一层塔板的上部液面以下进入催化酯化塔，塔顶温度60～90℃，塔中温度为135～145℃，每一层塔板上分布强酸性离子交换树脂，马来酸单甲酯与甲醇蒸汽在每一层塔板上在强酸性离子交换树脂的催化作用下合成马来酸二甲酯，过量甲醇自塔顶进入甲醇精馏塔精馏回收利用。
本实施例酯化率为99.8%，收率以马来酸酐计算接近100%。