CN1035992C - 一种丙二醇***生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丙二醇***生产方法。本发明提供的生产方法，将催化精馏技术应用于丙二醇醚生产，它集反应工序，蒸馏工序于一塔，简化了生产流程，提高了产品收率，降低了能耗，具有较高的经济效益。

Description

一种丙二醇***生产方法
本发明涉及一种丙二醇醚类产品的生产方法。
乙二醇醚和丙二醇醚是重要的精细化工产品，在涂料、油墨、皮革、染料、清洗剂等行业有广泛的用途。由于乙二醇醚对人体有毒害作用，而丙二醇醚是无毒产品，故丙二醇醚正逐步取代乙二醇醚产品。丙二醇醚生产多以三氟化硼(BF3)的***溶液为催化剂，以环氧丙烷和醇(如甲、乙、丁醇)为原料，在反应釜内进行反应，反应之后的溶液再导入蒸馏设备中进行分馏处理，从而得到产品，这种工艺比较陈旧，工艺流程较长。
催化精馏技术是80年代新兴的化工技术，它可使化学反应转化率高，操作方便，易控制，并可降低操作费用和能耗。80年代开始后，用催化精馏技术生产甲基叔丁醚(MTBE)、烷基苯等产品取得了可喜进展。1987年仅美国就建成了6个用催化精馏方法生产MTBE的大型生产装置(参阅Stading，William P·Chemical Processing 27-32，Det1987)1988年我国齐鲁石化公司从美国化学研究和特许公司引进了一套催化精馏方法生产MTBE装置。但通过检索各种文献，尚未发现丙二醇醚类产品生产采用催化精馏工艺的报导。
本发明的目的是将先进的催化精馏技术和催化剂应用于丙二醇醚类的生产，以求简化工艺，降低原材料消耗，提高经济效益。
本发明是将反应工序，精馏工序集中于一个催化精馏塔中进行，催化精馏塔是整个工艺的关键设备，它集反应工序，精馏(提馏)工序于一体，塔顶为冷凝器，以下依次为精馏段，反应段，提馏段，塔釜，反应段采用南开大学固体增强酸催化剂(CN申请号91104712.3)，催化剂制成园柱状，φ3-5mm，长3-7mm用大孔隙(孔径＜3mm)的布料缝制成长方形的小布袋，将催化剂装于其中，每袋的重量可自行设计。用波纹钢丝网支承，卷成一层波纹钢丝网，一层催化剂布袋的园柱体，园柱的直径等于塔的直径，将催化剂园柱安装于塔的反应段，反应段即是催化反应床层，又起分馏作用。精馏段和提馏段的填料，可采用各种高效精馏填料，亦可选用各种精馏塔盘，按工艺要求设计一定的理论塔板数，以满足精制产品的要求。
附图为生产丙二醇醚的工艺流程。
1、乙醇罐 2、计量泵 3、预热器 4、环氧丙烷(PO)罐 5、计量泵 6、汽化器 7、冷凝器 8、精馏段 9、反应段 10、提馏段 11、塔釜 12、乙醇收集器 13、测温点 14、采出泵 15、釜料贮罐 16、输送泵 17、精制塔 18、乙醇尾气 19、精制产品 20、釜残
乙醇从贮罐(1)出来，由计量泵(2)送入预热器(3)被预热到***操作压力下的泡点，然后从反应段的上部进入塔中，环氧丙烷由罐(4)经泵(5)送入汽化器(6)，汽化后的环氧丙烷从反应段的下部进入塔中，环氧丙烷沿反应床层上行，和沿床层下移的乙醇相迁在催化剂床上进行反应，生成的丙二醇***经提馏段(10)提浓进入塔釜(11)，产品从塔釜放料伐采出，未反应的乙醇经精馏段(8)上升至塔顶冷凝器(7)冷凝后的乙醇一部份流塔内，另一部分采出送入收集器(12)，塔釜内设置-加热器维持一定的塔釜温度。塔的各部经有测温测压点(13)，各部分的温度压力和设计要求是：
反应床层高度4-6m
反应床层理论板数10-15块
精馏段理论板数10-20块
提馏段理论板数20-30块
塔顶回流比≥3
处理量：(指单位时间，单位体积催化剂对环氧丙烷的液体的进料量)0.13-0.15m/hr(mcat)
乙醇进料温度70-110℃。
环氧丙烷进料温度40-60℃
塔顶压力0.10-0.35MPa(表压)
反应段中部温度90-130℃
精馏段上部温度85-110℃
精馏段中部温度90-120℃
提馏段中温度140-160℃
塔顶温度85-110℃
塔釜温度150-175℃
塔釜压力0.15-0.40MPa
催化精馏塔塔釜料的纯度为90-95％，若需得到纯度≥99％产品，可将釜料用泵(14)采出入罐(15)储存，然后用泵(16)输往精制塔(17)，塔顶得到乙醇尾气(18)，侧线得到产品丙二醇***(19)，塔釜为二缩丙二醇醚等产品(20)。
本发明生产的产品纯度高，技术经济指标好，单醚相对于环氧丙烷的收率≥92％，环氧丙烷转化率≥94％，反应选择性≥97％，乙醇用量＜1.90kg/kg单醚，环氧丙烷用量＜0.61kg/kg单醚。
实施例1：
采用φ25mm催化精馏塔，生产丙二醇***产品，精馏段高度300mm，1.5×1.5mm三角螺旋填料，反应段高度500mm，提馏段高度500mm，1.5×1.5mm三角螺旋填料处理量0.14kg/hrmcat乙醇进料温度80℃，PO进料温度50℃，精馏段中部温度100℃，反应段中部温度120℃，塔顶(冷凝器进口)温度70℃，塔釜温度165℃，塔釜压力0.25MPa(表压)，塔顶冷凝液全回流，连续稳定操作48小时后，塔釜采出料经精制后，测定各工艺参数并化验产品，结果如下：
PO转化率   94.8％
单醚收率   92.36％
反应选择性 97.43％
PO用量0.602kg kg单醚
乙醇用量1.90kg/kg单醚
产品纯度99.0％
实施例2：
装置条件同实例1。处理量0.15kg/hr(mcat)，乙醇进料温度78℃，PO进料温度55℃，精馏段中部温度108℃，反应段中部温度122℃，塔顶(冷凝器进口)温度74℃，塔釜温度166℃，塔釜压力0.26MPa(表压)，塔顶冷凝液全回流，连续稳定操作48小时后，塔釜采出料经精制后，测定技术经济指标结果如下：
PO转化率95.2％
单醚收率92.5％
反应选择性97.0％
PO用量0.61kg/kg单醚
乙醇用量1.92kg/kg单醚
产品纯度99.2％

Claims (2)

1、一种丙二醇***生产方法包括反应、蒸馏、精制等工序，其特征是集反应工序、蒸馏工序于一个催化精馏塔中，塔的顶部为冷凝器，冷凝器以下依次为精馏段、反应段、提馏段、塔釜；在反应段安装固体酸性催化剂做填料，填料的安装方法是先将催化剂装入用大孔隙布料制成的小布袋中，装有催化剂的布袋用波纹钢丝网支撑，卷成一层波纹钢丝网一层布袋的圆柱体，圆柱体的直径等于塔的内径，将该圆柱体安装于塔的反应段内；乙醇经加温至70-110℃，从反应段的上部进入塔内，环氧丙烷经加温汽化后，从反应段的下部进入塔内；塔顶乙醇尾气经冷凝器冷凝后，全回流或部分回流，反应段生成的丙二醇***经提馏段进入塔釜，产品从塔釜采出，精馏段中部，反应段中部，提馏段中部，塔釜的温度分别为90-120℃，90-130℃，140-160℃，150-175℃，塔釜压力可为0.15-0.40MPa。
2、按照权利要求1所述的生产方法，其特征是催化精馏塔精馏段、反应段、提馏段的蒸馏理论塔板数分别为10-20块，10-15块，20-30块，塔顶回流比≥3。
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EP0419077A2 (en) * 1989-09-20 1991-03-27 Texaco Chemical Company Synthesis of low molecular weight ethylene propylene glycol ethers via olefin addition to the corresponding glycol

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