專利名稱：一種正丙醇精制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正丙醇生產(chǎn)的清潔、節(jié)能精制工藝。
背景技術(shù)：
正丙醇是重要的化工原料和有機(jī)溶劑，我國對(duì)正丙醇的需求潛力較大，尤其是在農(nóng)藥、涂料和醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域，但國內(nèi)的正丙醇產(chǎn)量不能滿足國內(nèi)市場的需求。此外，國內(nèi)正丙醇生產(chǎn)與開發(fā)工藝相對(duì)比較落后，并且國內(nèi)生產(chǎn)的正丙醇純度往往達(dá)不到市場所需的質(zhì)量要求，主要體現(xiàn)在對(duì)丙酸丙酯及水含量的控制上。正丙醇的生產(chǎn)過程主要由反應(yīng)和精制兩個(gè)工序組成。在丙醛加氫反應(yīng)制備丙醇過程中，少量的丙醛被氧化成丙酸，丙酸與丙醇又反應(yīng)生成丙酸丙酯和水。由于丙酸丙酯及丙酸的沸點(diǎn)要比正丙醇的沸點(diǎn)高，所以在反應(yīng)工段一直隨粗丙醇產(chǎn)品經(jīng)過分離槽進(jìn)入下一個(gè)精餾工段。同時(shí)由于少量丙酸的存在導(dǎo)致整個(gè)物料體系成酸性PH為4. 5-6. 5，該酸性物質(zhì)會(huì)在一定程度上輸送管道及精制設(shè)備，影響設(shè)備的使用壽命。在粗丙醇中丙酸丙酯含量為O. 3wt. %-l. 8wt. %，為了除去丙醇中的丙酸丙酯，目前通常采用在粗丙醇進(jìn)入精餾系統(tǒng)時(shí)通過適量的補(bǔ)水使正丙醇、丙酸丙酯與所補(bǔ)充的水達(dá)到三元共沸，從而在脫輕塔內(nèi)分離出丙醇中的丙酸丙酯；另一方面，正丙醇與水在塔釜也形成二元共沸混合物。該工藝得到丙酸丙酯、水及正丙醇組成的三元共沸物及正丙醇與水形成的二元共沸物。對(duì)于共沸體系脫水，傳統(tǒng)工藝采用共沸精餾技術(shù)，存在能耗高、操作復(fù)雜、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，尤其是對(duì)正丙醇-水-丙酸丙酯三元共沸體系(含正丙醇4(T70wt. %)，后續(xù)分離尤為困難，通常作為廢棄物處理，這樣不僅降低了正丙醇的收率也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服正丙醇生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量丙酸、丙酸丙酯及水與正丙醇分離的問題，提供一種高效、節(jié)能、簡單操作工藝，來制備高純度的正丙醇
女口
廣叩ο為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種正丙醇精制工藝，包括以下步驟
在反應(yīng)釜中，將來自正丙醇反應(yīng)工序的粗丙醇通過添加堿液的方法調(diào)節(jié)正丙醇粗液料液的PH值為8-10，調(diào)節(jié)pH后的粗丙醇料液通過泵從反應(yīng)釜打入蒸餾塔，蒸餾塔塔釜溫度控制在95-130°C，塔頂溫度控制在90-130°C ；
從蒸餾塔頂部獲得的含水和丙醇的蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組進(jìn)行脫水處理，從膜分離機(jī)組獲得的正丙醇蒸汽，經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。上述通過蒸餾塔進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組進(jìn)行醇水分離的正丙醇溶液中水的質(zhì)量百分量為2-30% ;經(jīng)過滲透汽化膜分離機(jī)組脫水后的正丙醇產(chǎn)品中水的質(zhì)量百分量為O. 01-1%。所述的滲透汽化膜分離機(jī)組分為滲透側(cè)和料液側(cè)，滲透側(cè)和料液側(cè)均為汽相側(cè)，滲透側(cè)與真空系統(tǒng)相連接，通過真空泵抽吸維持汽相側(cè)壓力在100Pa-8000Pa，正丙醇水溶液經(jīng)過滲透汽化膜分離機(jī)組將正丙醇與水分離，在滲透汽化膜分離機(jī)組出口處獲得高濃度的正丙醇產(chǎn)品，水經(jīng)過膜在滲透側(cè)形成汽相，在壓力100Pa-8000Pa下經(jīng)汽化冷凝從正丙醇溶液中分離。上述的粗丙醇溶液加熱到95_130°C后，以蒸汽形式進(jìn)入到滲透汽化膜分離機(jī)組。上述的滲透汽化膜分離機(jī)組是由1-200個(gè)膜分離器串聯(lián)、并聯(lián)或兩種方式組合構(gòu)成，以達(dá)到不同的處理要求和生產(chǎn)能力。膜分離器所采用的膜為透水膜，優(yōu)選殼聚糖膜、PVA膜、PVDF膜、海藻酸鈉膜或分子篩膜。上述調(diào)節(jié)pH值所采用的堿為氫氧化鈉NaOH或氫氧化鉀Κ0Η。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，從膜分離機(jī)組出來的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器充分進(jìn)行熱交換后，冷凝為正丙醇液體，再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集?！び幸嫘Чc現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法通過采用堿液調(diào)節(jié)粗丙醇pH調(diào)節(jié)，從而除去粗丙醇合成過程中形成的丙酸等酸性副產(chǎn)物，同時(shí)由于改變了丙酸等酸性物質(zhì)的存在而導(dǎo)致的酸性環(huán)境，使得粗丙醇中的丙酸丙酯發(fā)生水解。該方法在除去粗丙醇中丙酸丙酯的同時(shí)，整個(gè)體系的丙醇含量得到提高，反應(yīng)形成的蒸餾塔底部殘液丙酸鈉經(jīng)過蒸餾塔塔底定期排除進(jìn)行收集。本發(fā)明的粗丙醇精制過程與傳統(tǒng)的共沸精餾相比，由于無需添加第三組分，省去了第三組分的添加對(duì)環(huán)境造成的污染及第三組分的再處理費(fèi)用，省去了恒沸蒸餾、萃取精餾過程，降低了回收能耗，收集的正丙醇產(chǎn)品中雜質(zhì)含量及水含量可達(dá)到正丙醇產(chǎn)品要求，提高了正丙醇的產(chǎn)品質(zhì)量。該發(fā)明工藝與現(xiàn)有的恒沸蒸餾、萃取精餾技術(shù)相比其生產(chǎn)成本降低509Γ80%。該發(fā)明產(chǎn)品精制過程中除水外無其他廢棄物的排放，資源利用率高，整套工藝占地面積小，操作簡單，是一種清潔、高效的正丙醇精制工藝。


圖I為粗丙醇精制工藝流程圖。其中I.粗丙醇原料儲(chǔ)罐，2.反應(yīng)釜，3.儲(chǔ)罐，4.蒸餾塔，5.滲透汽化膜分離機(jī)組，6.供料泵；Α.正丙醇粗液，B.丙醇產(chǎn)品，C.滲透液，D.蒸餾塔底部殘液。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
如圖I所示，一種正丙醇精制工藝，包括下列步驟將存儲(chǔ)在粗丙醇原料儲(chǔ)罐I中來自反應(yīng)工序的正丙醇粗液Α，在反應(yīng)釜2中通過添加氫氧化納NaOH調(diào)節(jié)，使其ρΗ=8，然后通過供料泵6打入蒸餾塔4中加熱蒸餾，蒸餾塔塔釜溫度控制在90-115°C，塔頂溫度控制在90-105°C。從蒸餾塔頂部獲得的含水15%的正丙醇蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組5進(jìn)行醇水分離，該分離機(jī)組5是由10組NaA分子篩膜構(gòu)成的膜分離器，料液測壓力為O. 25MPa，滲透側(cè)壓力控制在2000Pa，滲透汽化膜分離器的料液溫度控制在90-120°C，從膜分離機(jī)組分離出的水的質(zhì)量含量為O. 1%的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器充分進(jìn)行熱交換后，冷凝為正丙醇液體再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為丙醇產(chǎn)品B進(jìn)行收集。滲透液C從膜分離機(jī)組的滲透側(cè)排出。反應(yīng)形成的蒸餾塔底部殘液丙酸鈉可通過對(duì)蒸餾塔塔底的定期排除進(jìn)行收集。實(shí)施例2
如圖I所示，一種正丙醇精制工藝，包括下列步驟將存儲(chǔ)在粗丙醇原料儲(chǔ)罐I中來自反應(yīng)工序的正丙醇粗液A,在反應(yīng)爸中通過添加氫氧化納NaOH調(diào)節(jié),使其pH=9,然后通過供料6泵打入蒸餾塔4中加熱蒸餾，蒸餾塔塔釜溫度控制在115-125 °C，塔頂溫度控制在105-115°C。從蒸餾塔頂部出來的含水量5%的正丙醇蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組5進(jìn)行醇水分離，該分離機(jī)組5是由5組NaA分子篩膜構(gòu)成的膜分離器，料液測壓力為O. 2MPa，滲透側(cè)壓力控制在1700Pa，滲透汽化膜分離器的料液溫度控制在120-125°C，從膜分離機(jī)組分離出水的質(zhì)量百分量為O. 05%的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器充分進(jìn)行熱交換后，冷凝為正丙醇液體再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為丙醇產(chǎn)品B進(jìn)行收集。實(shí)施例3· 如圖I所示，一種正丙醇精制工藝，包括下列步驟將存儲(chǔ)在粗丙醇原料儲(chǔ)罐I中來自·反應(yīng)工序的正丙醇粗液A，在反應(yīng)釜2中通過添加氫氧化鉀KOH調(diào)節(jié)pH=8，然后通過泵打入蒸餾塔4中加熱蒸餾，蒸餾塔塔釜溫度控制在125-150°C，塔頂溫度控制在115-130°C。從蒸餾塔頂部出來的含水量8%的正丙醇蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組5進(jìn)行醇水分離，該分離機(jī)組5是由15組NaA分子篩膜構(gòu)成的膜分離器，料液測壓力為O. IMPa，滲透側(cè)壓力控制在3000Pa,滲透汽化膜分離器的料液溫度控制在125-150°C，從膜分離機(jī)組分離出水的質(zhì)量百分量為O. 2%的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器充分進(jìn)行熱交換后，冷凝為正丙醇液體再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。實(shí)施例4
如圖I所示，一種正丙醇精致工藝，包括下列步驟將存儲(chǔ)在粗丙醇原料儲(chǔ)罐I中來自反應(yīng)工序的正丙醇粗液A，在反應(yīng)釜2中通過添加氫氧化鉀KOH調(diào)節(jié)pH=8，然后通過泵打入蒸餾塔4中加熱蒸餾，蒸餾塔塔釜溫度控制在115°C，塔頂溫度控制在105°C。從蒸餾塔頂部出來的含水8%的正丙醇蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組5進(jìn)行醇水分離，該分離機(jī)組5是由15組NaA分子篩膜構(gòu)成的膜分離器，料液測壓力為O. IMPa，滲透側(cè)壓力控制在6000Pa，滲透汽化膜分離器的料液溫度控制在120°C，從膜分離機(jī)組分離出水的質(zhì)量含量為O. 2%的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器充分進(jìn)行熱交換后，冷凝為正丙醇液體再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。
權(quán)利要求
1.一種正丙醇精制工藝，其特征是，該工藝包括以下步驟在反應(yīng)釜中，將來自正丙醇反應(yīng)工序的粗丙醇通過添加堿液的方法調(diào)節(jié)其pH值為8-10，將調(diào)節(jié)pH后的粗丙醇料液從反應(yīng)釜中通過泵打入蒸餾塔，蒸餾塔塔釜溫度控制在95-130°C，塔頂溫度控制在90-130°C ； 從蒸餾塔頂部獲得的含水和丙醇的蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組進(jìn)行脫水處理，從膜分離機(jī)組分離出的正丙醇蒸汽，經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種正丙醇精制工藝，其特征是，所述從滲透汽化膜分離機(jī)組分離出的正丙醇蒸汽與蒸餾塔進(jìn)料原料正丙醇粗料經(jīng)換熱器進(jìn)行熱交換后，再經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種正丙醇精制工藝，其特征是，所述通過蒸餾塔進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組進(jìn)行醇水分離的正丙醇溶液中水的質(zhì)量含量為2-30% ;經(jīng)過滲透汽化膜分離機(jī)組脫水后的正丙醇產(chǎn)品中水的質(zhì)量含量為O. 01-1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種正丙醇精制工藝，其特征是，所述的滲透汽化膜分離機(jī)組分為滲透側(cè)和料液側(cè)，滲透側(cè)為汽相側(cè)，料液側(cè)為汽相側(cè)，滲透側(cè)與真空系統(tǒng)相連接，通過真空泵抽吸維持汽相側(cè)壓力在100Pa-8000Pa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種正丙醇精制工藝，其特征是，滲透汽化膜分離機(jī)組是由1-200個(gè)膜分離器并聯(lián)或串聯(lián)組成。
全文摘要
一種正丙醇精制工藝，包括以下步驟在反應(yīng)釜中，將來自正丙醇反應(yīng)工序的粗丙醇通過添加堿液的方法調(diào)節(jié)正丙醇粗液料液的pH值為8-10，調(diào)節(jié)pH后的粗丙醇料液通過泵從反應(yīng)釜打入蒸餾塔，蒸餾塔塔釜溫度控制在95-130℃，塔頂溫度控制在90-130℃；從蒸餾塔頂部獲得的含水和丙醇的蒸汽進(jìn)入滲透汽化膜分離機(jī)組進(jìn)行脫水處理，從膜分離機(jī)組獲得的正丙醇蒸汽，經(jīng)循環(huán)水進(jìn)一步冷卻作為產(chǎn)品進(jìn)行收集。
文檔編號(hào)C07C29/74GK102887815SQ201210442399
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者顧學(xué)紅, 陳綱領(lǐng), 余從立, 邢衛(wèi)紅, 慶祖森 申請(qǐng)人:江蘇九天高科技股份有限公司