用于制备二醇的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备亚烷基二醇的方法，其包括在置于反应区中的水化反应器中用水使环氧烷烃水化，所述环氧烷烃相对于总进料为至少5重量％，其特征在于，使所述水化反应器的产物混合物在闪蒸器中经历脱水闪蒸过程。

Process for the preparation of glycols

The invention relates to a method for preparing alkylene glycol, which comprises a water reactor in a reaction zone in the use of epoxide hydration, the epoxy alkane relative to the total feed for at least 5 wt.%, which is characterized in that the product mixture hydration reactor the experience in flash dehydration in the process of flash evaporator.

【技术实现步骤摘要】
用于制备二醇的方法
本专利技术涉及改进的用于使环氧烷烃水化以获得相应二醇的方法。
技术介绍
用于制备亚烷基二醇(例如，乙二醇或丙二醇)的商业方法涉及相应环氧烷烃的液相水化。在本公开内容中，“水化”应理解为其中环氧烷烃在催化或非催化过程中与水反应而不使用其他中间体如碳酸酯的过程。反应通常需要100℃至200℃的温度，并且其也被称为“热水化”。因此，在本公开内容中，除非另外指出，否则“水化”和“热水化”被认为是等同物。反应通常在足以将反应物维持在液相的压力下，通常根据条件(例如，水过量、温度)为5巴至50巴下进行。在水化中，每个环氧烷烃分子可与水分子进行开环反应以提供单亚烷基二醇，或者与另一亚烷基二醇分子进行开环反应以形成二亚烷基二醇。这些竞争性反应可继续形成三亚烷基二醇和更高级同系物。环氧烷烃的水化常常得到单亚烷基二醇、二亚烷基二醇、三亚烷基二醇和更高级同系物的混合物。为了有利于形成通常更让人感兴趣的单亚烷基二醇(例如，单乙二醇-MEG)，使用大幅摩尔过量的水(参见，例如，Ullmann的EncyclopediaofIndustrialChemistry,第7版,EthyleneGlycol章)。用于制备例如乙二醇的典型商业实践方法使用4:1至20:1的水:环氧乙烷摩尔比(即，约38重量％至约10重量％的环氧乙烷)以提供80重量％至90重量％的单乙二醇(MEG)、9重量％至15重量％的二乙二醇(DEG)以及1重量％至5重量％的三乙二醇(TEG)。在非催化热水化过程中，水过量越多，单亚烷基二醇相对于其他更高级同系物(如二亚烷基二醇或三亚烷基二醇)的产率越高。然而该趋势会达到极限，并且在水极大过量的情况下，单亚烷基二醇比例的提高变得可以忽略不计，并且无法弥补必须添加大量水(反应之后必须除去)的经济成本。所述反应后的除水(脱水)是能量密集的，因此成本高。因此，需要找到折衷方案以获得单亚烷基二醇的产率与水的使用之间的平衡。将得到的干燥亚烷基二醇混合物的组分进行纯化，通常单亚烷基二醇为主要产物。因此，典型的亚烷基二醇设备包括反应区、脱水区和纯化区。标准脱水区设置在反应区的出口并且使用多个蒸发器。最常见的方案是所谓的三效。将三个蒸发器以递减的压力串联布置，使得一个容器中沸腾出的蒸气由于热梯度而可用于加热下一个。该过程是能量集成的。仅第一蒸发器需要外部热源。使第一和第二蒸发器的蒸气分别通过第二和第三蒸发器的再沸器。最后的蒸发器的蒸气使用外部冷却器冷凝。来自脱水的冷凝水被送回反应区用于再循环。多效蒸发通常不除去全部的水(在二醇流中留下2重量％至10重量％的水)，并且很多时候在下游接着是完成二醇产物的干燥的真空蒸馏塔。一旦二醇产物已经脱水并干燥，其通常在纯化区中纯化(通常通过蒸馏)。在许多文献如Ullmann的EncyclopediaofIndustrialChemistry,第7版,EthyleneGlycol章或者在不同的专利申请文献如US2012/0203015A1或US5,514,388B1中描述了这样的布置。反应器区通常由一个或更多个水化反应器构成，活塞绝热流反应器是最常用的反应器。环氧烷烃通常完全转化为二醇。反应过程通常保持在高于反应混合物泡点的压力下以确保液相。反应是高度放热的，使得在较低的水与环氧烷烃进料比下，需要一系列的具有级间冷却的反应器以移除反应热并保持反应产物温度低于上限。在多个反应器的构造中，通常在第一级供应水，并将环氧烷烃进料在每个反应器之间分成相等或不等的部分。US4,822,926公开了用大幅过量的水处理包含稀释的环氧乙烷(0.5重量％至3.0重量％)和稀释的盐(0.5重量％至3.0重量％)的残余进料，以将所有的环氧乙烷转化为乙二醇。以这种方式，笔者可避免在处置之前对环氧乙烷进行昂贵的处理。在处理之后除去水。根据US4,822,926，通过“闪蒸器”除去水，但文献的完整解读表明，这样的闪蒸器是用于常规二醇合成的包括板的常用蒸发器(三效)，而不是通常理解的闪蒸器。因此US4,822,926涉及使所有环氧乙烷水化以省去其回收所需的后续处理，而不是涉及提高热水化过程的效率。已经提出了许多变体以提高环氧烷烃的热水化的效率。例如，SHELL的EC/EG法(例如，US2012/095271)将环氧乙烷的生产与其后续的经由相应碳酸酯的水化相结合。US6,514,388公开了改进催化技术的另一些尝试。其描述了这样的方法，其中至少一个用于脱水区的塔设置有汽提塔。任何导致更有效地使用水的修改可对该方法的总体效率产生显著影响。附图说明图1：表示使用一个中间脱水闪蒸过程的本专利技术方法的一个示例性构造。图2：表示使用一个中间脱水闪蒸过程的本专利技术方法的另一个示例性构造。图3：表示使用三个水化反应器和一个中间脱水闪蒸过程的本专利技术方法的一个示例性构造。图4：表示使用三个水化反应器和两个脱水闪蒸过程的本专利技术方法的一个示例性构造。图5：表示使用三个水化反应器和两个脱水闪蒸过程的本专利技术方法的另一个示例性构造。图6：表示比较例1中讨论的构造并且表示根据现有技术使用单个水化反应器的热水化。图7：表示实施例1中讨论的构造并且表示根据本专利技术使用单个水化反应器的热水化。图8：表示比较例2中讨论的构造并且表示根据现有技术使用三个水化反应器的热水化。图9：表示实施例2中讨论的构造并且表示根据本专利技术使用三个水化反应器的热水化。
技术实现思路
本专利技术人现提供一种改进的用于制备亚烷基二醇的方法，其使得更有效地使用水并且显著降低该方法的能量需求。与先前策略(一旦反应混合物离开反应区，其仅经历脱水过程)相反，本专利技术人现提供了其中反应混合物经历一次或更多次闪蒸过程的方法。因此，根据第一方面，本专利技术涉及用于制备亚烷基二醇的方法，包括在置于反应区中的水化反应器中用水使环氧烷烃水化，所述环氧烷烃相对于总进料为至少5重量％，其特征在于，使所述水化反应器的产物混合物在闪蒸器中经历脱水闪蒸过程，其中所述闪蒸器是闪蒸分离器筒，并且其中离开闪蒸器的底部残留物在进入下一水化反应器之前被再加压。US4,822,926仅涉及环氧乙烷向乙二醇的完全转化。其涉及仅包含稀释量的二醇(约小于3.0重量％)的流，并且其未提出使用闪蒸器，更未提出可通过对包含更高浓度的二醇的进料使用闪蒸器来提高水化过程的总效率。通过将这些闪蒸过程应用于由热水化得到的更浓缩的流，本专利技术人提供了这样的方法，其出人意料地需要使用较少的外部水，所述外部水的量近似于内部再循环的水。更多的优点来自于对热水化的产物进行闪蒸，其在现有技术中是预料不到的。例如，在多个反应器串联的情况下，对反应产物进行闪蒸还使得去往下一反应器的反应进料冷却，从而减少级间冷却所需的能量。该方法的在现有技术中未实现的另一个优点为，可使来自反应器产物的闪蒸的水冷凝并且同时预热供应至第一反应器的外部水，降低反应中的能量消耗，并导致热集成的显著改善。另外，在多个反应器的布置中，可在进入下一反应器之前从反应产物中除去比水轻的杂质，减少次级反应。可通过不可冷凝的吹扫气或汽提从闪蒸的水中除去杂质，之后将闪蒸的水再循环至反应进料。具体实施方式因此，本专利技术的方法是水化反应与闪蒸蒸发的协同组合，其经组合以提高反应的选择性和水的有效使用。反应区包括至少一个水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备亚烷基二醇的方法，包括在置于反应区中的水化反应器中用水使环氧烷烃水化，所述环氧烷烃相对于总进料为至少5重量％，所述方法的特征在于，使所述水化反应器的产物混合物在闪蒸器中经历脱水闪蒸过程，其中所述闪蒸器是闪蒸分离器筒，并且其中离开闪蒸器的底部残留物在进入下一水化反应器之前被再加压。

【技术特征摘要】
2015.12.16 EP 15382632.61.一种用于制备亚烷基二醇的方法，包括在置于反应区中的水化反应器中用水使环氧烷烃水化，所述环氧烷烃相对于总进料为至少5重量％，所述方法的特征在于，使所述水化反应器的产物混合物在闪蒸器中经历脱水闪蒸过程，其中所述闪蒸器是闪蒸分离器筒，并且其中离开闪蒸器的底部残留物在进入下一水化反应器之前被再加压。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述闪蒸器在反应压力至低于大气压的压力下操作。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述闪蒸器为无任何板的绝热闪蒸气化。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应区包括第一水化反应器、第二水化反应器和第三水化反应器。5.根据权利要求4所述的方法，其中使所述第二水化反应器的产物在第一闪蒸器中经历脱水闪蒸过程，并使所述第三水化反应器的产物在第二闪蒸器中经历脱水闪蒸过程。6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其中每个水化反应器包含环氧烷烃进料。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使至少一个所述闪蒸器中蒸发的水回到先前的水化反应器。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使闪蒸的水冷凝以预热供应至第一反应器的外部水。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使最后的水化反应器的产物在闪蒸器中经历脱水闪蒸过程。10.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱安·佩德罗·佩雷斯巴伦西亚，费利克斯·费尔南德斯比利亚尔，
申请(专利权)人：雷普索尔有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES