一种两塔反应-变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法、装置和应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种两塔反应

【技术实现步骤摘要】
一种两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法、装置和应用


[0001]本专利技术属于分离、精馏
，涉及多组分共沸物分离技术以及反应精馏和变压精馏技术，尤其是一种两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法、装置和应用。

技术介绍

[0002]异丙醇(Isopropanol)简称IPA，是非常重要的化工产品和原料，因其具有优异的消毒杀菌效果，常用作消毒剂和防腐剂。而在近几年全球处于新冠疫情的常态化的形势下，消毒剂的需求量激增，因此异丙醇的需求量也是与日俱增。而传统生产异丙醇的方法有丙烯的直接水合和间接水合，顾名思义，即丙烯在催化剂下直接或间接与水发生反应生成异丙醇。间接水合法又名丙烯硫酸水合法，但该法催化剂硫酸用量大造成设备腐蚀严重，且产物选择性低和能耗高，该方法在我国已经逐步被淘汰了。现在常用的商业化的生产异丙醇是直接水合的方法，但该方法不论是采用气或液相直接水合法，又或者是气
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液混相水合法，要不就丙烯单程转化率低，或反应条件苛刻又对原料纯度要求高，又或催化剂昂贵。实际上还有一种生产异丙醇的方法是丙酮加氢法，但该方法中所用到的原料丙酮成本高，且该过程的收益一般情况下也是低于直接水合法。因此，寻求更加高效、绿色、简洁生产异丙醇方法是非常重要的。
[0003]醋酸甲酯(Methyl acetate)又名乙酸甲酯，也是一种重要的基础有机化工原料，其作为一种不限制使用的有机污染物排放，可以达到环保标准，逐步代替丙酮、丁酮、醋酸乙酯以及环戊烷等溶剂，是一种绿色环保、强快干性溶剂和重要的化工原料，广泛应用于涂料、油墨、汽车工业、香料、发泡剂、聚合物溶剂、黏合剂和医药化学品等领域。
[0004]中国专利公开文献CN201210261305.9提供了合成异丙醇的连续反应精馏工艺及其精馏设备，该方法采用均相碱性催化剂甲醇钠，虽然获得了质量分数大于99％的产品异丙醇，但是均相催化剂的参与，由于需要对均相催化剂进行分离使得制备过程复杂，从而大大增加了过程成本和能耗。
[0005]中国专利公开文献CN201210349759.1提供了酯交换法合成异丙醇的催化精馏工艺及其生产设备，该方法采用非均相阳离子交换树脂作为催化剂，这避免了碱盐催化剂的回收，但是该方法为了得到质量分数大于99％的异丙醇产品，仍需要四个精馏塔才能完成异丙醇的生产，过程仍然较为复杂。
[0006]中国专利公开文献CN107501042B提供了一种通过乙酸异丙酯水解制备异丙醇的方法，该方法尽管流程简洁，但有水的参与使得体系形成非均相，出现了异丙醇
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水
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乙酸异丙酯三元共沸物。众所周知，含有共沸物的体系分离难度很大，因此，这不仅大大增加分离难度和分离成本，也大大降低了异丙醇的纯度，仅能获得达到99％的异丙醇。
[0007]通过对比，本专利技术专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法、装置和应用。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010]一种两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的装置，所述装置包括反应精馏塔、高压精馏塔、第一再沸器、第二再沸器、第一冷凝器、第二冷凝器、辅助冷凝器、第一回流罐、第二回流罐和混合器，所述反应精馏塔、高压精馏塔均沿竖直方向设置，反应精馏塔的上部与高压精馏塔内的上部相连接设置；
[0011]所述反应精馏塔的顶部相连接设置有反应气体出口，该反应精馏塔的上部相连接设置有反应精馏塔进出料口；所述反应精馏塔的底部与第一再沸器相连接设置，该反应精馏塔的塔底相连接设置物料出口，该反应精馏塔的顶部和底部之间的反应精馏塔上、下间隔设置乙酸异丙酯进料口、甲醇混合物进料口，所述甲醇混合物进料口通过泵与混合器的输出端相连接设置，该混合器的输入端包括甲醇输入端和高压精馏塔来冷凝物料输入端，所述甲醇输入端能够输入甲醇，高压精馏塔来冷凝物料输入端通过辅助冷凝器和管路与高压精馏塔相连接设置；所述反应气体出口通过第一冷凝器、第一回流罐、泵与反应精馏塔进出料口相连接设置，该泵与反应精馏塔进出料口之间的管路还与反应精馏塔来物料进料口相连接设置；
[0012]所述高压精馏塔的底部与第二再沸器相连接设置，该高压精馏塔的塔底相连接设置物料出口，该高压精馏塔的顶部相连接设置有高压气体出口，该高压精馏塔的上部设置有反应精馏塔来物料进料口和高压精馏塔进出料口；所述高压气体出口通过第二冷凝器、第二回流罐、泵与高压精馏塔进出料口相连接设置，该泵与高压精馏塔进出料口之间的管路通过辅助冷凝器还与高压精馏塔来冷凝物料输入端相连接设置。
[0013]如上所述的装置在生产异丙醇联产醋酸甲酯方面中的应用。
[0014]一种利用如上所述的装置的两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法，包括以下步骤：
[0015](1)原料乙酸异丙酯经泵、管路和乙酸异丙酯进料口进入反应精馏塔内，同时混合器中输入的甲醇与来自高压精馏塔塔顶的物流通过管路、甲醇混合物进料口进入反应精馏塔，反应后在塔底得到高纯度的产品异丙醇；在反应精馏塔的塔顶混合物以气相的形式从塔顶反应气体出口经泵和管路进入高压精馏塔；
[0016](2)来自反应精馏塔塔顶混合物作为原料进入高压精馏塔，在塔底得到高纯度的产品醋酸甲酯，从高压精馏塔抽出一股物流经减压阀和管路返回反应精馏塔塔顶，继续在塔内进行传质传热和反应，在高压精馏塔塔顶混合物以气相的形式从高压精馏塔进出料口经管路输送进入辅助冷凝器，冷凝后进入混合器混合后，流入反应精馏塔进行循环反应精馏。
[0017]进一步地，具体步骤如下：
[0018]乙酸异丙酯与含循环物流的甲醇进入反应精馏塔，在反应精馏塔的反应段催化剂的作用下发生酯交换反应，并在反应精馏塔底物流经再沸器加热后汽化并沿塔体上升，与上部下降液体不断进行质量和热量传递，同时加快乙酸异丙酯与甲醇的反应速率，实现精馏促进反应的进行，在反应精馏塔底采出高纯度的产品异丙醇；反应精馏塔塔顶物流经第
一冷凝器冷凝进入第一回流罐，第一回流罐中一部分液体回流返回反应精馏塔，另一部分液体经泵和管路输送至高压精馏塔进行二次精馏；
[0019]高压精馏塔塔底换热物流与上部下降液体不断进行质量和热量传递，高压精馏塔塔底采出高纯度的产品醋酸甲酯，塔顶过热蒸汽经冷凝器一部分回流返回高压精馏塔，另一部分液体通过管路经辅助冷凝器冷凝后，在混合器中混合后，循环返回到反应精馏塔，继续发生反应精馏。
[0020]进一步地，以乙酸异丙酯和甲醇为等摩尔比的方式进料，反应精馏塔的操作压力为1atm，高压精馏塔的操作压力为3
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9atm。
[0021]进一步地，所述反应精馏塔的理论板数为47
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的装置，其特征在于：所述装置包括反应精馏塔、高压精馏塔、第一再沸器、第二再沸器、第一冷凝器、第二冷凝器、辅助冷凝器、第一回流罐、第二回流罐和混合器，所述反应精馏塔、高压精馏塔均沿竖直方向设置，反应精馏塔的上部与高压精馏塔内的上部相连接设置；所述反应精馏塔的顶部相连接设置有反应气体出口，该反应精馏塔的上部相连接设置有反应精馏塔进出料口；所述反应精馏塔的底部与第一再沸器相连接设置，该反应精馏塔的塔底相连接设置物料出口，该反应精馏塔的顶部和底部之间的反应精馏塔上、下间隔设置乙酸异丙酯进料口、甲醇混合物进料口，所述甲醇混合物进料口通过泵与混合器的输出端相连接设置，该混合器的输入端包括甲醇输入端和高压精馏塔来冷凝物料输入端，所述甲醇输入端能够输入甲醇，高压精馏塔来冷凝物料输入端通过辅助冷凝器和管路与高压精馏塔相连接设置；所述反应气体出口通过第一冷凝器、第一回流罐、泵与反应精馏塔进出料口相连接设置，该泵与反应精馏塔进出料口之间的管路还与反应精馏塔来物料进料口相连接设置；所述高压精馏塔的底部与第二再沸器相连接设置，该高压精馏塔的塔底相连接设置物料出口，该高压精馏塔的顶部相连接设置有高压气体出口，该高压精馏塔的上部设置有反应精馏塔来物料进料口和高压精馏塔进出料口；所述高压气体出口通过第二冷凝器、第二回流罐、泵与高压精馏塔进出料口相连接设置，该泵与高压精馏塔进出料口之间的管路通过辅助冷凝器还与高压精馏塔来冷凝物料输入端相连接设置。2.如权利要求1所述的装置在生产异丙醇联产醋酸甲酯方面中的应用。3.一种利用如权利要求1所述的装置的两塔反应
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变压混合精馏生产异丙醇联产醋酸甲酯的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)原料乙酸异丙酯经泵、管路和乙酸异丙酯进料口进入反应精馏塔内，同时混合器中输入的甲醇与来自高压精馏塔塔顶的物流通过管路、甲醇混合物进料口进入反应精馏塔，反应后在塔底得到高纯度的产品异丙醇；在反应精馏塔的塔顶混合物以气相的形式从塔顶反应气体出口经泵和管路进入高压精馏塔；(2)来自反应精馏塔塔顶混合物作为原料进入高压精馏塔，在塔底得到高纯度的产品醋酸甲酯，从高压精馏塔抽出一股物流经减压阀和管路返回反应精馏塔塔顶，继续在塔内进行传质...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鑫，耿雪丽，李洪，
申请(专利权)人：物质绿色创造与制造海河实验室，
类型：发明
国别省市：