專利名稱：制備丙二醇的工藝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學工程領(lǐng)域，涉及環(huán)氧丙烷水合制丙二醇的反應(yīng)精餾工藝。
環(huán)氧丙烷(PO)水合制備丙二醇(PG)是目前工業(yè)常用的方法。環(huán)氧丙烷的化學性質(zhì)比較活潑，易水解，加壓條件下其水合反應(yīng)就在液相狀態(tài)下完成，該反應(yīng)過程主要發(fā)生以下兩種反應(yīng)
即環(huán)氧丙烷水合反應(yīng)除了生成目的產(chǎn)物丙二醇的主反應(yīng)外，還同時有一個并串聯(lián)付反應(yīng)，生產(chǎn)付產(chǎn)物一縮丙二醇，為了得到較高的丙二醇收率，現(xiàn)有制備丙二醇工藝采用增大進料水比，即水與環(huán)氧丙烷的摩爾比達15～20。見附

圖1，環(huán)氧丙烷5和水6的混合物予熱至125℃進入水合塔1，在20Kg/cm2壓力下進行水合反應(yīng)，水合塔1底流出物料中除重量濃度為20%左右的丙二醇之外，還含有大量水和少量未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷及付產(chǎn)物。該物料經(jīng)管-9進入蒸發(fā)器2，從蒸發(fā)器頂部經(jīng)管10脫去大部分水和環(huán)氧丙烷經(jīng)管10，管17，和管8返回水合塔1循環(huán)利用。蒸發(fā)器2底部的丙二醇濃度達到80%左右經(jīng)管11進入脫水塔3進一步除掉水，脫水塔3頂部餾出物經(jīng)管13與蒸發(fā)器2頂部餾出物經(jīng)管17，管8一并返回水合塔1，脫水塔3底部物料經(jīng)管14進入精餾塔4，從精餾塔4頂部管15餾出純度為98%以上的丙二醇，精餾塔4底部經(jīng)管16排出一縮和多縮丙二醇高沸物。附圖1所示工藝進料水比為15(摩爾比)，反應(yīng)收率為84%，分離系統(tǒng)收率95.9%，全程收率80.6%，單耗為0.947噸PO/噸PG，原料費占直接生產(chǎn)費用92.7%。
本發(fā)明目的在于對現(xiàn)有制備丙二醇工藝進行改進，用一個反應(yīng)精餾塔來代替水合塔和蒸發(fā)器，簡化工藝過程，提高反應(yīng)的選擇性，降低丙二醇生產(chǎn)過程的單耗。
本發(fā)明中反應(yīng)精餾塔為板式塔，制備丙二醇工藝見附圖2，環(huán)氧丙烷由管4進入反應(yīng)精餾塔1，而水從管5進入塔1，環(huán)氧丙烷和水之進料比為1.5～4.5，較佳進料水比為1.6～2.0，反應(yīng)精餾塔的擇作壓力為8～23Kg/cm2，較佳操作壓力為11～19Kg/cm2，塔頂采用全回流或有少量出料。塔1頂餾出物由管15導(dǎo)經(jīng)冷凝器14后分為兩股一股作為回流由管7引入塔頂部;另一股循環(huán)液由管6通入管5返回塔1，濃度為50-85%反應(yīng)產(chǎn)物丙二醇由塔1底經(jīng)管8至脫水塔2，在塔2內(nèi)脫水后的濃度達93%以上丙二醇從塔2底經(jīng)管10去精餾塔3，脫除水從塔2頂管9排出，精餾塔3頂部經(jīng)管11餾出純丙二醇產(chǎn)品，塔3底經(jīng)管12排付產(chǎn)物(一縮和多縮丙二醇)。
本發(fā)明采用反應(yīng)精餾塔，使反應(yīng)物進料水比由15～20大幅度下降，反應(yīng)產(chǎn)物不再需要蒸發(fā)濃縮，可直接進入脫水塔和精餾分離。由于在常壓下環(huán)氧丙烷和丙二醇有較大的沸點差，很容易采用精餾方法分離。本發(fā)明使精餾過程和反應(yīng)過程在反應(yīng)同時精餾塔內(nèi)進行，促使反應(yīng)產(chǎn)物丙二醇能迅速離開反應(yīng)場所，抑制付反應(yīng)的發(fā)生，從而提高反應(yīng)選擇性，使反應(yīng)收率從84%提高至92.1%，使單耗從0.947噸PO/噸PG降至0.864噸PO/噸PG，直接生產(chǎn)費用可下降8.1%以上。同時，由于反應(yīng)精餾塔內(nèi)各組的濃度分布抑制了付產(chǎn)物，可使進料水比從15～20下降至1.5～4.5，塔底反應(yīng)液中丙二醇的濃度提高，不再需要蒸發(fā)濃縮，反應(yīng)液可直接進入脫水和精餾工序，縮短了流程。
附圖1為現(xiàn)有制備丙二醇工藝裝置1、水合塔9、水合塔出料管2、蒸發(fā)塔10、蒸發(fā)器2頂部餾出管3、脫水塔11、蒸發(fā)器底部排出管4、精餾塔12、放空管5、環(huán)氧丙烷進料管13、脫水塔3頂部餾出管6、水進管14、脫水塔3底部排出管7、環(huán)氧丙烷和水混合進料管15、精餾塔4頂部丙二醇流出管
8、水合塔頂部進料管16、精餾塔4底部排出管附圖2為本發(fā)明工藝裝置1、反應(yīng)精餾塔9、塔-2頂餾出線2、脫水塔10、塔-2底流出線3、精餾塔11、塔-3頂餾出線4、環(huán)氧丙烷12、塔-3底排出線5、水13、排放管6、塔-1頂餾出物循環(huán)線14、冷凝器7、塔-1頂回流線15、塔-1頂餾出線8、塔-1底排出線實施例一按照附圖2所示制備丙二醇工藝裝置，塔1為一座有16塊塔板的反應(yīng)精餾塔，進料環(huán)氧丙烷和水的進料摩爾比為1.6，塔1操作壓力為13Kg/cm2(表壓)，塔頂為全回流，反應(yīng)收率為92.1%，在精餾塔3頂?shù)玫郊兌?9%以上的丙二純。
實施例二按照附圖2所示制備醇工藝裝置，塔1為填料塔，其填料高度為137cm，水的進料速率為0.0756mol/min，環(huán)氧丙烷的進料速率為0.0168mol/min，進料水比為4.5(摩爾比)，操作壓力10Kg/cm2(表壓)，塔頂有部分出料，回流比為33，反應(yīng)收率為96.7%，在精餾塔3頂?shù)玫郊兌?9%以上的丙二醇。
實施例三如附圖2所示的裝置中采用填料塔，其填料高度為209cm，水的進料速率為0.0544mol/min，環(huán)氧丙烷的進料速率為0.0188mol/min，進料水比為2.89(摩爾比)，塔1操作壓力為16Kg/cm2(表壓)，全回流操作，反應(yīng)收率為93.0%，在精餾塔3頂?shù)玫郊兌?9%以上的丙二醇。
權(quán)利要求
1.一種用環(huán)氧丙烷的水合反應(yīng)制備丙二醇的工藝裝置，其特征是以反應(yīng)精餾塔作為該水合反應(yīng)的反應(yīng)器，在反應(yīng)精餾塔內(nèi)同時完成丙二醇的濃縮過程，環(huán)氧丙烷和水進入反應(yīng)精餾塔，濃度為50～85%的濃縮反應(yīng)產(chǎn)物進入脫水塔，經(jīng)脫水后濃度達93%以上的丙二醇進入精餾塔，從精餾塔頂?shù)玫郊兌?8%以上的丙二醇，反應(yīng)精餾塔為板式塔，操作壓力為8-23kg/cm2，進料水比(摩爾比)為1.5～4.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備丙二醇工藝裝置，其特征是反應(yīng)精餾塔較佳操作壓力為11-19Kg/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備丙二醇工藝裝置，其特征是環(huán)氧丙烷和水之較佳進料摩爾比為1.6～2.0。
全文摘要
本發(fā)明提出環(huán)氧丙烷水合制丙二醇的反應(yīng)精餾工藝，在一座反應(yīng)精餾塔內(nèi)完成制備丙二醇的水合反應(yīng)同時又使參加反應(yīng)的環(huán)氧丙烷和所取得反應(yīng)產(chǎn)物丙二醇得到分離，簡化了工藝過程，降低了進料水比，提高了反應(yīng)收率，降低了環(huán)氧丙烷的單耗，直接生產(chǎn)成本可下降8.1％。
文檔編號C07C31/20GK1042899SQ8910774
公開日1990年6月13日 申請日期1989年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月12日
發(fā)明者張瑞生, 陸仁杰, 張家庭, 韓英, 宋宏宇 申請人:聯(lián)合化學反應(yīng)工程研究所華東化工學院分所