一种制备1,3-丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法技术

本发明专利技术涉及化工领域，公开了一种制备1,3

【技术实现步骤摘要】
一种制备1,3
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丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法


[0001]本专利技术涉及化工领域，尤其涉及一种制备1,3
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丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法。

技术介绍

[0002]1,3
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丙二醇（1,3
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PDO）最主要的用途是作为单体与对苯二甲酸合成新型聚酯材料——聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT），亦可作为溶剂、抗冻剂、增塑剂、乳化剂、防腐剂或保护剂等，还可用于合成医药和用做有机合成中间体。PTT纤维具有高的弹性恢复能力，良好的着色性，抗内应力，低水吸附，低静电以及良好的生物降解，可循环利用等优点，显示了广阔的应用前景。因此，1,3
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丙二醇也拥有良好的市场前景。
[0003]现阶段，1, 3
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丙二醇的生产技术主要包括化学合成法与生物工程法，化学合成的方法又包括丙烯醛水合加氢法、环氧乙烷羰基化法及甘油化学法。其中，前两者近年来已实现工业化生产。但是国际市场主要由德国Degussa公司、美国壳牌公司和美国杜邦公司三家垄断。尽快填补国内工业生产的空白显的非常重要。
[0004]本专利技术人在对丙烯醛水合加氢生产1,3
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丙二醇的研究中发现，水合反应后会得到丙烯醛、3
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羟基丙醛和少量乙醛的水溶液，若不能将丙烯醛和3
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羟基丙醛完全分离，会影响后续加氢催化剂的选择性和使用寿命；若不能将丙烯醛和乙醛完全分离，则乙醛会随着丙烯醛的回用不断在水合体系中累积从而影响水合反应的选择性和催化剂的使用寿命。
[0005]因此，如何高效、节能地分离回用未反应完全的丙烯醛对工业生产至关重要。若能合理利用，不但能节省各种投资成本和运行成本，还能延长水合催化剂使用寿命，保证反应的转化率和选择性。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种制备1,3
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丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法，本专利技术方法采用精馏塔分离3
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羟基丙醛，使其满足后续加氢反应的需求，将蒸汽汽提法应用于乙醛和丙烯醛的分离中，工艺简单，操作方便，设备投资少，能量消耗低，能够将体系中夹带的少量的乙醛彻底地分离，便于丙烯醛溶液的回收利用，避免了对水合反应选择性的影响，延长了水合催化剂的使用寿命，同时提高了丙烯醛的回收率。
[0007]本专利技术的具体技术方案为：一种制备1,3
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丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法，包括以下步骤：在调料罐中，向丙烯醛溶液中加入0.1~0.15wt%的阻聚剂，得到水合反应的原料液；将所述原料液通入水合反应器，水合反应；含丙烯醛、水、3
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羟基丙醛以及乙醛的反应产物由水合反应器上端排出，进入丙烯醛精馏塔中将丙烯醛与3
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羟基丙醛分离；分离所得3
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羟基丙醛溶液从丙烯醛精馏塔塔底排出进入后续加氢反应单元；分离所得蒸汽由塔顶排出，与含0.03
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0.07wt%丙烯醛蒸汽量的阻聚剂溶液混合（以防止塔顶因丙烯醛浓度过高而发生自聚）并雾化后经两级冷凝，所得冷凝液部分回流至丙烯醛精馏塔，部分输往调配罐用于配料，所得不凝气真空抽出并入0.15~0.2wt%的阻聚剂后以气相状态从中部进入丙烯
醛回收塔；在丙烯醛回收塔内经汽提后，所得丙烯醛水溶液从塔釜连续排出回流至调配罐用以配料，所得乙醛液体由塔顶采出，冷凝后收集。
[0008]本专利技术的上述技术方案与传统的分离工艺相比，采用精馏塔分离3
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羟基丙醛，使其满足后续加氢反应的需求，将蒸汽汽提法应用于乙醛和丙烯醛的分离中，工艺简单，操作方便，设备投资少，能量消耗低，能够将体系中夹带的少量的乙醛彻底地分离，便于丙烯醛溶液的回收利用，避免了对水合反应选择性的影响，延长了水合催化剂的使用寿命，同时提高了丙烯醛的回收率。
[0009]丙烯醛回收塔除了用于降低乙醛的分压，帮助乙醛分离外还用于稀释塔釜丙烯醛溶液。塔釜丙烯醛的浓度降低可减缓丙烯醛的自聚，避免了塔釜设备，管道，仪表等的堵塞，保证生产的连续；同时，也为后续水合原料液的调配节省了二级脱盐水的消耗量。此外，在上述整个过程中，阻聚剂从三个不同处加入体系中，可有效防止丙烯醛自聚。
[0010]作为优选，所述水合反应的反应温度35~60℃。
[0011]作为优选，所述丙烯醛精馏塔的塔顶压力18~20kPa(A)，塔顶温度55~60℃，塔釜温度63~70℃。
[0012]作为优选，所述两级冷凝中，一级冷凝出口温度控制在20~25℃，二级冷凝出口温度控制在15~18℃。
[0013]作为优选，所述丙烯醛回收塔为板式塔，其理论塔板数为10~40块，优选15~25块；或所述丙烯醛回收塔为填料塔，为两段式，上段填料高度2~10m，优选4~6m；下段填料高度1~5m，优选2~3m。
[0014]作为优选，所述丙烯醛回收塔中汽提蒸汽为0.2
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0.4MPa低压蒸汽，汽提蒸汽与进料气的质量比为1:6~2:3，优选1:5~1:2。或所述丙烯醛回收塔为常压塔，所述丙烯醛回收塔的塔釜的出料温度为45~65℃，优选55~60℃；塔顶通过冷冻水冷凝，控制温度为10~20℃，优选14~18℃；塔顶采出量与进料量的质量比为0.01~0.05，优选0.015~0.04。
[0015]作为优选，所述阻聚剂为对苯二酚。
[0016]作为优选，所述方法通过丙烯醛分离回用装置实现，包括通过管路依次连接的调配罐、水合反应器、丙烯醛精馏塔、雾化器、丙烯醛精馏塔冷凝器、丙烯醛精馏塔尾冷器、真空泵、丙烯醛回收塔、丙烯醛回收塔冷凝器和乙醛储罐；所述丙烯醛精馏塔冷凝器和丙烯醛精馏塔尾冷器的冷凝液出口连接有冷凝液储罐，所述冷凝液储罐分别与调配罐和丙烯醛精馏塔的顶部连通；所述丙烯醛精馏塔尾冷器的不凝气出口与丙烯醛回收塔的中部连通；所述丙烯醛回收塔的底部与调配罐连通。
[0017]作为优选，所述水合反应器包括：壳程筒体，顶面和底面分别为管板；所述管板上布设有列管孔；管板的中心区域和边缘区域分别为中心圆形非布管区、边缘环形非布管区。
[0018]若干列管，轴向设于所述壳程筒体内，所述列管内用于填充催化剂，列管两端分别与壳程筒体顶面和底面管板的列管孔连通。每根所述列管内设有若干轴向设置的高肋内翅片，所述内翅片在列管横截面上呈等角度分布。
[0019]若干圆形导流板和环形导流板，轴向交错设于壳程筒体内构成曲折状的撤媒流道；所述圆形导流板的外径与所述边缘环形非布管区的内径对应，所述环形导流板的内径与所述中心圆形非布管区的外径对应。
[0020]撤媒进口和撤媒出口，直接或间接设于壳程筒体的外侧壁上。
[0021]上封头，盖设于壳程筒体的顶部，所述上封头上设有反应器进料口或反应器出料口。
[0022]下封头，盖设于壳程筒体的底部，所述下封头上设有反应器出料口或反应器进料口。
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备1,3
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丙二醇过程中丙烯醛分离回用的方法，其特征在于包括以下步骤：在调料罐中，向丙烯醛溶液中加入0.1~0.15wt%的阻聚剂，得到水合反应的原料液；将所述原料液通入水合反应器，水合反应；含丙烯醛、水、3
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羟基丙醛以及乙醛的反应产物由水合反应器上端排出，进入丙烯醛精馏塔中将丙烯醛与3
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羟基丙醛分离；分离所得3
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羟基丙醛溶液从丙烯醛精馏塔塔底排出进入后续加氢反应单元；分离所得蒸汽由塔顶排出，与含0.03
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0.07wt%丙烯醛蒸汽量的阻聚剂溶液混合并雾化后经两级冷凝，所得冷凝液部分回流至丙烯醛精馏塔，部分输往调配罐用于配料，所得不凝气真空抽出并入0.15~0.2wt%的阻聚剂后以气相状态从中部进入丙烯醛回收塔；在丙烯醛回收塔内经汽提后，所得丙烯醛水溶液从塔釜连续排出回流至调配罐用以配料，所得乙醛液体由塔顶采出，冷凝后收集。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水合反应的反应温度35~60℃；所述丙烯醛精馏塔的塔顶压力18~20kPa(A)，塔顶温度55~60℃，塔釜温度63~70℃；所述两级冷凝中，一级冷凝出口温度控制在20~25℃，二级冷凝出口温度控制在15~18℃。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述丙烯醛回收塔为板式塔，其理论塔板数为10~40块；或所述丙烯醛回收塔为填料塔，为两段式，上段填料高度2~10m；下段填料高度1~5m。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述丙烯醛回收塔中汽提蒸汽为0.2
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0.4MPa低压蒸汽，汽提蒸汽与进料气的质量比为1:6~2:3；或所述丙烯醛回收塔为常压塔；所述丙烯醛回收塔塔釜的出料温度为45~65℃；塔顶通过冷冻水冷凝，控制温度为10~20℃；塔顶采出量与进料量的质量比为0.01~0.05。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过丙烯醛分离回用装置实现，包括通过管路依次连接的调配罐（1）、水合反应器（2）、丙烯醛精馏塔（3）、雾化器（4）、丙烯醛精馏塔冷凝器（5）、丙烯醛精馏塔尾冷器（6）、真空泵（7）、丙烯醛回收塔（8）、丙烯醛回收塔冷凝器（9）和乙醛储罐（10）；所述丙烯醛精馏塔冷凝器和丙烯醛精馏塔尾冷器的冷凝液出口连接有冷凝液储罐（11），所述冷凝液储罐分别与调配罐和丙烯醛精馏塔的顶部连通；所述丙烯醛精馏塔尾冷器的不凝气出口与丙烯醛回收塔的中部连通；所述丙烯醛回收塔的底部与调配罐连通。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述水合反应器包括：壳程筒体（1000），顶面和底面分别为管板（1012）；所述管板上布设有列管孔（1013）；管板的中心区域和边缘区域分别为中心圆形非布管区（1014）、边缘环形非布管区（1015）；若干列管（1001），轴向设于所述壳程筒体内，所述列管内用于填充催化剂，列管两端分别与壳程筒体顶面和底面管板的列管孔连通；每根列管内设有若干轴向设置的内翅片（1021），所述内翅片在列管横截面上呈等角度分布；若干圆形导流板（1002）和环形导流板（1003），轴向交错设于壳程筒体内构成曲折状的撤媒流道；所述圆形导流板的外径与所述边缘环形非布管区的内径对应，所述环形导流板的内径与所述中心圆形非布管区的外径对应；
撤媒进口（1004）和撤媒出口（1005），直接或间接设于壳程筒体的外侧壁上；上封头（1006），盖设于壳程筒体的顶部，所述上封头上设有反应器进料口（1008）或反应器出料口（1009）；下封头（1007），盖设于壳程筒体的底部，所述下封头上设有反应器出料口或反应器进料口；进料分布板（1010），设于壳程筒体的顶面或底面与反应器进料口之间。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：每根所述列管内的两端分别设有弹簧支托（1019），所述弹簧支托的内端填充有惰性瓷球（1020），两端的惰性瓷球之间用于填充催化剂；所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳铭轩，张保勇，彭华峰，贾振宇，冯连芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：