CN101225019A - 铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于丙醛在铜锌系催化剂的作用下进行气相加氢，生成粗丙醇，然后粗丙醇进入精馏系统脱除轻组分和重组分得到产品正丙醇，所述铜锌系催化剂的主要重量组成为氧化铜29.4％－50％和氧化锌49.4％－70％。本发明采用铜锌催化剂，副反应少，生产能力大，加氢选择性好，生产出的产品纯度高，正丙醇含量达99.7％以上，而且成本比较低，价格便宜，工艺简单容易操作。

Description

铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺

技术领域

本发明涉及在化工领域，利用铜锌催化剂使丙醛通过气相加氢制备正丙醇的新生产工艺。

背景技术

目前在全球范围内，工业上生产正丙醇的方法有三种：一是乙烯与一氧化碳和氢气经羰基合成得丙醛，再经加氢后得正丙醇。二是乙烯和水以金属的氢羰基化合物为催化剂，直接生成正丙醇。三是以丙烷或丁烷为原料，液相氧化法制得。在第一种方法乙烯与一氧化碳和氢气经羰基合成得丙醛，再经加氢后得正丙醇中，在工业上大部分采用的催化剂是钴系催化剂和镍系催化剂。选用钴系催化剂时，操作条件是在高压情况下进行，反应过后还要在脱钴系统中进行脱钴，钴系催化剂容易失活，且价格昂贵。选用镍系催化剂时，操作条件是液相加氢，可在较低温度下(0-160℃)使醛加氢，但有还原成烃副反应，较难控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，工艺简单，能耗低，污染少，加氢选择性好。

本发明铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于丙醛在铜锌系催化剂的作用下进行气相加氢，生成粗丙醇，然后粗丙醇进入精馏系统提纯得到产品正丙醇，所述铜锌系催化剂的主要重量组成为氧化铜29.4％-50％和氧化锌49.4％-70％。

铜锌系催化剂的主要成分是氧化铜和氧化锌，其他为三氧化二铝占0.05％-0.15％，三氧化二铁占0.05％-0.15％，氧化钠占0.2％-0.3％。真正起催化作用的是还原态的铜和锌。该催化剂的优点在于副反应少，生产能力大，加氢选择性好，价格相对便宜。

所述丙醛进行气相加氢反应温度为140～190℃。

所述丙醛与氢气的摩尔比为1∶1～1∶5

所述粗丙醇进入精馏系统在脱轻塔脱除轻组分，在脱重塔脱除重组分后得到产品正丙醇，所述脱轻塔塔底温度为90℃-100℃，塔顶温度为75℃-90℃，脱重塔塔底温度为90℃-110℃，塔顶温度为90℃-100℃。

本发明的优点：

本发明采用铜锌催化剂，铜锌催化剂的优点在于副反应少，生产能力大，加氢选择性好，生产出的产品纯度高，正丙醇含量达99.7％以上，而且成本比较低，价格便宜，工艺简单容易操作。

附图说明

图1为丙醛加氢反应工段的工艺流程框图；

图2为粗丙醇在精馏工段的工艺流程框图。

具体实施方式

结合图1对本发明进行详细说明：

来自丙醛装置的丙醛，先被送到丙醛蒸发器，粗丙醛与加氢压缩机来的循环气逆流接触，丙醛被气化进入反应循环气中，蒸发器顶部的出料温度70℃-100℃，压力为0.35Mpa-0.55Mpa。蒸发器底部的物料用蒸发器循环泵经蒸发器循环加热器加热后打循环，这样既可以将蒸发器底部的丙醛蒸发，又可以脱除循环气中的重组分。在蒸发器气化的物料，经进料加热器加热至110℃-130℃，进入反应器，在反应器中丙醛与氢气反应生成正丙醇，产生的重组分通过反应器底部的重组分罐排放，反应器为固定床管壳式反应器。丙醛加氢反应为放热反应，反应产生的热量将反应器壳侧的低压冷凝液加热，产生低压蒸汽，以保持反应热点温度在140℃-190℃左右。反应空速为0.4h^-1-0.6h^-1，氢油比(循环氢气流率/加氢物料液体体积流率)为3000-5000。

从反应器出来的物料，先在加氢换热器中被加氢循环气冷却至80℃-110℃，最后在加氢冷凝器中冷却至30℃-50℃，气相丙醇被冷凝为液相丙醇，在丙醇收集槽中粗丙醇与循环气分离。循环气离开丙醇收集槽后，进入气相加氢压缩机，该压缩机将循环气加压后，循环回蒸发器。新鲜的氢气在气相加氢压缩机出口加入，部分循环气在压缩机入口放掉，用来排出循环气中的惰性气体，维持循环气中氢气的含量稳定，驰放气排到火炬总管。分离槽底部的粗丙醇送到精馏系统。

如图2，从分离槽来的粗丙醇在脱轻塔和脱重塔进行蒸馏，粗丙醇的轻组分从脱轻塔的塔顶采出，重组分从脱重塔的塔底采出，脱轻塔和脱重塔均为常压塔。

首先，粗丙醇在自身的压力下经过加热器被加热到90℃-100℃进入脱轻塔，该塔包括一台脱轻塔塔釜再沸器和一台脱轻塔塔顶冷凝器。脱轻塔塔釜再沸器由低压蒸汽加热，提供脱轻塔精馏所需要的热量，脱轻塔塔底温度90℃-100℃，塔顶温度75℃-90℃，塔顶上升气相在脱轻塔塔顶冷凝后，收集在脱轻塔回流罐内。脱轻塔回流罐内的物料由脱轻塔回流采出泵加压后，一部分作为回流液返回到脱轻塔顶部，一小部分物料被采出，脱除正丙醇中的轻组分，经脱轻塔冷却器冷却至30℃-50℃送到轻组分罐。脱轻塔塔底物料由脱轻塔塔底泵送到脱重塔脱除重组分。

脱重塔包括一台脱重塔塔釜再沸器和脱重塔塔顶冷凝器，脱重塔塔釜再沸器由低压蒸汽加热，提供脱重塔精馏所需要的热量，脱重塔塔底温度90℃-110℃，塔顶温度90℃-100℃，塔顶物料经脱重塔塔顶冷凝器冷凝后，收集在脱重塔回流罐内。回流罐中的物料经脱重塔回流泵加压，一部分作为回流液返回到脱重塔顶部，另一部分经正丙醇冷却器冷却至30℃-50℃送到合格正丙醇罐或不合格正丙醇罐。脱重塔塔底的重组分，由脱重塔塔底泵加压，经重组分冷却器冷却至30℃-50℃送到重组分罐。

实施例1：

丙醛与氢气的摩尔比为1∶1，铜锌系催化剂的组成为：氧化铜29.66％，氧化锌70％，三氧化二铝占0.07％，三氧化二铁占0.07％，氧化钠占0.2％。

丙醛气相加氢反应温度为160℃，反应空速为0.4h^-1，氢油比为3500。

粗丙醇进入脱轻塔脱除轻组分，脱轻塔塔底温度为90℃，塔顶温度为76℃。在脱重塔脱除重组分，脱重塔塔底温度为92℃，塔顶温度为94℃。

产品正丙醇的纯度为99.76％。

实施例2：

丙醛与氢气的摩尔比为1∶2，铜锌系催化剂的组成为：氧化铜31.3％，氧化锌68.3％，三氧化二铝占0.11％，三氧化二铁占0.09％，氧化钠占0.2％。

丙醛气相加氢反应温度为170℃，反应空速为0.5h^-1，氢油比为4500。

粗丙醇进入脱轻塔脱除轻组分，脱轻塔塔底温度为92℃，塔顶温度为80℃。在脱重塔脱除重组分，脱重塔塔底温度为98℃，塔顶温度为96℃。

产品正丙醇的纯度为99.85％。

实施例3：

丙醛与氢气的摩尔比为1∶3，铜锌系催化剂的组成为：氧化铜45％，氧化锌54.5％，三氧化二铝占0.06％，三氧化二铁占0.14％，氧化钠占0.3％。

丙醛气相加氢反应温度为180℃，反应空速为0.55h^-1，氢油比为4800。

粗丙醇进入脱轻塔脱除轻组分，脱轻塔塔底温度为98℃，塔顶温度为90℃。在脱重塔脱除重组分，脱重塔塔底温度为100℃，塔顶温度为105℃。

产品正丙醇的纯度为99.88％。

Claims (5)

1.一种铜锌催化剂下丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于丙醛在铜锌系催化剂的作用下进行气相加氢，生成粗丙醇，然后粗丙醇进入精馏系统提纯得到产品正丙醇，所述铜锌系催化剂的主要重量组成为氧化铜29.4％-50％和氧化锌49.4％-70％。

2.根据权利要求1所述的丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于所述铜锌系催化剂的组成为：氧化铜29.4％-50％，氧化锌49.4％-70％，三氧化二铝0.05％-0.15％，三氧化二铁0.05％-0.15％和氧化钠0.2％-0.3％。

3.根据权利要求1所述的丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于所述丙醛进行气相加氢反应温度为140～190℃。

4.根据权利要求1所述的丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于所述丙醛与氢气的摩尔比为1∶1～1∶5。

5.根据权利要求1所述的丙醛加氢制备正丙醇的生产工艺，其特征在于所述粗丙醇进入精馏系统在脱轻塔脱除轻组分，在脱重塔脱除重组分后得到产品正丙醇，所述脱轻塔塔底温度为90℃-100℃，塔顶温度为75℃-90℃，脱重塔塔底温度为90℃-110℃，塔顶温度为90℃-100℃。

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