CN101234950A - 萃取及减压蒸馏法生产2,5-二甲基-2,5-己二醇新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种萃取及减压蒸馏法生产2，5－二甲基－2，5－己二醇新工艺，它采用乙炔和丙酮在苯溶剂中与氢氧化钾缩合、然后用盐酸中和得到含有己炔二醇、油相以及苯的料液，通过两次浓缩和萃取操作，进行催化加氢反应，再对反应产物进行两次减压蒸馏，得到目标产品。本发明甩掉了现有工艺的结晶离心、活性炭吸附等工序，开辟了一条全新的生产工艺。本发明具有产品质量高、生产成本低、劳动环境得到改善的优点。

Description

萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺

                        技术领域

本发明涉及脂肪族醇的制备方法，特别是涉及2，5-二甲基-2，5-己二醇的生产工艺。

                        背景技术

2，5-二甲基-2，5-己二醇(本文中简称己二醇。分子式C₈H₁₈O₂《化工产品手册》、有机化工原料、化学工业出版社、1985年2月第1版，上册、P110-111)属有机化工中间体，精细化工产品范畴，有着技术专用性强，附加值高的固有特性。外观呈白色针状结晶体，熔点87～89℃，沸点214～215℃，比重0.893。其主要作为制取拟除虫菊酯类药、香料、人造麝香、聚乙烯塑料交联剂、聚酯橡胶及硫化剂双2，5的基本原料。还广泛应用于塑料、橡胶、粘合剂、有机过氧化物和消泡剂的中间体等。

现有己二醇的生产工艺的反应机理是：电石发生的乙炔和丙酮在苯溶剂中与氢氧化钾缩合，然后用盐酸酸化，再加氢得2，5-二甲基-2，5-己二醇。图1示出了现有己二醇生产工艺流程。由于己二醇现行生产采用浓缩、结晶、离心、活性炭吸附来提纯产品，因此存在的主要问题是：工序长，劳动强度大，占地面积大，污染环境，产品质量不稳定等。如，全国现有己二醇年生产能力约1600吨，生产厂家规模都很小，能力在年产300～500吨左右，且产品质量不稳定，产品白度和含量达不到标准，优级品产量小，企业竞争力不强。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种生产工序少、产品质量高、环保安全的萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，以取代传统的活性炭脱色、结晶离心分离工艺路线。

本发明的目的是这样实现的：一种萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，按以下步骤进行：a)、炔化反应和中和反应：乙炔和丙酮在苯溶剂中与氢氧化钾缩合，然后用盐酸中和，得到含有2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和油相以及苯的料液；b)、一次浓缩：中和后的料液进入一次浓缩釜，蒸馏冷却回收苯；c)、萃取操作：将b步骤的料液转入配制釜，加入萃取剂，萃取剂为清水或者后续操作返回的己二醇浓缩回收水，冷却降温至30～50℃；d)、二次浓缩：将c步骤萃取后的料液转入二次浓缩釜，蒸馏冷却回收剩余的苯，釜残液为废油相；e)、催化加氢反应：将c步骤的萃取液投入加氢釜，在催化剂作用下，通入氢气进行反应，控制反应温度65～100℃，反应压力1.0～1.8MPa；f)、减压蒸馏：对e步骤加氢反应后的料液进行减压蒸馏，收集馏出物作为目标产物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明人针对现行工艺路线的缺陷(两道结晶离心分离路线造成工艺流程长、生产环节多，且产品质量欠佳的状况)，本发明运用萃取原理和减压蒸馏原理(萃取原理：根据物质在不同溶剂中溶解度不同的原理，通过加入萃取剂将原溶液中的溶质萃取到萃取剂中来；减压蒸馏原理：基于不同物质的气化温度不同，在加热状态下使物质产生气化再收集需要温度下的气体产物来达到分离提纯产品的目的，使高沸物质和低沸杂质得到有效分离，从而得到更高品质的产品)，在工艺上采用萃取和减压蒸馏法制取己二醇产品，比传统的活性炭脱色、结晶离心分离法生产的己二醇品质高，其质量指标达到：含量≥99.5％，熔点≥87℃，白度≥95号，残渣≤0.05％，碘值≤0.5，水份≤0.5％，产品质量达到得到先进水平，产品质量稳定；

2、本工艺取消活性炭脱色，结晶离心等工序，比传统方法减少8道工序，大大降低劳动强度，改善生产环境，因而生产效率高，生产成本低，并且很好的解决了卫生健康和环保问题；

3、本工艺生产过程在密闭系统中进行，自动化程度高，有效防止燃爆事故，解决了离心己炔二醇的苯溶液安全方面的问题。

4、与老工艺相比，新工艺在原辅材料方面每吨产品可节约1359元(见表1、表2)，若以每年产2000吨产品计，每年可降低成本280万元。

表1：老工艺消耗指标表(按2003年市场价格计算)：

序号	项目名称	单耗(吨/吨)	单价(含税价 元/吨)	价值(含税价 元/吨)	备注
						1	丙酮	1.20	8200	9840
2	氢氧化钾	1.15	4000	4600

3	乙炔	0.28	15000	4200
						4	纯苯	0.20	4000	800
5	盐酸	0.15	400	60
						6	氢气	110	18	1980
7	催化剂	0.01	100000	1000
						8	活性炭	0.15	3500	525
9	辅料	-	200	200
						10	水	100	1.00	100
11	电	500	0.80	400
						12	蒸汽	12	70	840
13	合计	-	-	24545

表2：新工艺消耗指标表：

序号	项目名称	单耗(吨/吨)	单价(含税价元/吨)	价值(含税价元/吨)	备注
						1	丙酮	1.18	8200	9676
2	氢氧化钾	1.15	4000	4600
						3	乙炔	0.28	15000	4200
4	纯苯	0.20	4000	800
						5	盐酸	0.15	400	60
6	氢气	105	18	1890
						7	催化剂	0.005	100000	500
8	辅料	-	200	200
						9	水	80	1.00	80
10	电	600	0.80	480
						11	蒸汽	10	70	700
12	合计	-	-	23186

从以上两个消耗指标表可看出，新工艺比老工艺每吨产品节约24545-23186＝1359元，主要节约在催化剂和活性炭的消耗上，这是因为新工艺取消了活性炭吸附工序，以及新工艺处理的炔水液质量比较好，因而催化剂消耗少。

在人工工资方面：按年产500吨、三班制计算，新工艺比老工艺每班少用3人，主要是离心操作工，一共少用3×3＝9名操作工人，操作工工资按10000元/年计算，则年节约工资9万元。

5、在产品质量控制方面：老工艺由于采取结晶、离心方式来控制产品质量，有时因浓缩老嫩、结晶速度、离心时间等原因，会出现产品颜色偏差、纯度达不到的问题，另外对离心母液的返回浓缩后质量始终要差一些的问题无法解决，只有多加活性炭处理或降级使用。

而新工艺在前面用苯将油相及其他副产物与己炔二醇分离开来，从而充分保证了己炔二醇水液的质量，这点从加氢催化剂的消耗量就可看出，而在后面，则采用减压蒸馏的方法将己二醇同高、低沸点的杂质分离以保证己二醇的产品质量始终稳定。

6、在环保、安全和劳动卫生方面：老工艺在己炔二醇结晶、离心工序，由于其溶剂是苯，因此，在结晶离心时苯的挥发对环保、安全和操作工的身体健康造成很大的影响，同时离心时造成的物料散失在场地冲洗时也带来环保压力，另外，使用活性炭吸附脱色时对操作工呼吸系统健康的影响很大，以及之后活性炭滤袋清洗水的色度也超标。

而新工艺的所有生产过程均在设备、管道等密闭系统中进行，对操作工的身体健康影响很小，安全性提高，特别是将油相副产物彻底回收处理，生产基本无废水外排。

                        附图说明

图1是现有己二醇生产的工艺流程图；

图2是本发明的工艺流程图。

                      具体实施方式

本发明一种萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，按以下步骤进行：a)、炔化反应和中和反应：乙炔和丙酮在苯溶剂中与氢氧化钾缩合，然后用盐酸中和，得到含有2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇(下文简称乙炔二醇)和油相以及苯的料液；具体操作过程是，首先投加纯苯和氢氧化钾进行搅拌，然后用氮气置换后通加乙炔20～40分钟，釜上表压控制在0.02～0.04MPa，釜温47～53℃，然后滴加丙酮，控制丙酮加料时间为4～4.5小时，反应温度控制在49～56℃，停加丙酮后保压2小时，加水进行水洗1小时出料。中和反应步骤是：炔化反应后料液压入中和釜后经静置，从底部排出氢氧化钾水溶液，再补加适量盐酸调节料液PH＝7～8，并排出氯化钾结晶。b)、一次浓缩：中和后的料液进入一次浓缩套釜，蒸馏冷却回收苯，当回收了2/3的苯时停止浓缩，将料液转入配制釜；c)、萃取操作：将b步骤的料液转入配制釜，加入萃取剂，萃取剂为清水或者后续操作返回的己二醇浓缩回收水，冷却降温至30～50℃；搅拌约15分钟，静置从底部分离出萃取液，再同法进行第二次萃取，两次萃取液混合后经抽滤后转入加氢工序。同法进行第三次萃取，第三次萃取液作为下一批物料的第一次萃取剂使用。d)、二次浓缩：将c步骤萃取后的料液转入二次浓缩釜，蒸馏冷却回收剩余的苯，釜残液为废油相；e)、催化加氢反应：将c步骤的萃取液(即己炔二醇水溶液)投入加氢釜，投加铝镍合金催化剂，通氢气进行反应，控制反应温度为65～100℃，反应压力为1.0～1.8MPa，取样合格后经抽滤转入己二醇浓缩工序。f)、减压蒸馏：将e步骤加氢反应后的料液进行减压蒸馏，收集馏出物作为目标产物。

上述己二醇减压蒸馏分两步进行：料液转入浓缩釜后，开启真空和蒸汽进行浓缩，控制真空度在0.08MPa左右，温度达135～145℃，经取样熔点和含量达到指标后出料到中转釜。

精制(减压蒸馏)：精制釜真空度为0.65～0.85MPa，温度为150～170℃，开启进料阀从中转釜连续进料进行减压蒸馏，馏出物料冷却降温后进入切片釜。

切片：物料经切片装袋，切片温度控制在88～92℃。

包装：产品经取样检验合格后，计量包装。

上述萃取剂为清水或己二醇浓缩回收水。萃取剂分三次加入，第三次作为下一批物料的第一次使用，两次萃取液混合后己炔二醇的浓度控制在12％～18％。萃取温度控制在30～50℃。

图1中，老工艺共有20道工序，分别为：炔化、中和、己炔二醇浓缩、己炔二醇结晶、己炔二醇离心、己炔二醇计量、己炔二醇溶化配制、沉降、抽滤、加氢、抽滤、己二醇浓缩、己二醇结晶、己二醇离心、己二醇计量、熔化、结片、包装及己炔二醇和己二醇的母液返回浓缩回收等。图2示出，新工序共有12道工序，分别为炔化、中和、一次浓缩、配制(萃取)、二次浓缩、抽滤、加氢、抽滤、己二醇浓缩、精制(减压蒸馏)、结片、包装等。新工艺比老工艺减少了8道工序，精简了40％的工序。

实施例：萃取温度可以为30℃，35℃，40℃，45℃或50℃。

b步骤一次浓缩在常压下进行，温度80℃；

d步骤二次浓缩在常压下进行，温度110～140℃。

加氢反应温度可以为65℃，70℃，80℃，90℃，100℃，反应压力可以为1.0MPa，1.2MPa，1.5MPa，1.8MPa。

己二醇减压蒸馏的第一步中，温度可以是135℃，140℃，142℃，145℃；

第二步中，真空度可以是0.65MPa，0.70MPa，0.75MPa，0.8MPa，0.85MPa；温度150℃，155℃，160℃，165℃，170℃。

上述温度、压力、真空度的数值可以任意组合。

Claims (10)

1、一种萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：按以下步骤进行：

a)、炔化反应和中和反应

乙炔和丙酮在苯溶剂中与氢氧化钾缩合，然后用盐酸中和，得到含有2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇和油相以及苯的料液；

b)、一次浓缩

中和后的料液进入一次浓缩釜，蒸馏冷却回收苯；

c)、萃取操作

将b步骤的料液转入配制釜，加入萃取剂，萃取剂为清水或者后续操作返回的己二醇浓缩回收水，冷却降温至30～50℃；

d)、二次浓缩

将c步骤萃取后的料液转入二次浓缩釜，蒸馏冷却回收剩余的苯，釜残液为废油相；

e)、催化加氢反应

将c步骤的萃取液投入加氢釜，在催化剂作用下，通入氢气进行反应，控制反应温度65～100℃，反应压力1.0～1.8MPa；

f)、减压蒸馏

对e步骤加氢反应后的料液进行减压蒸馏，收集馏出物作为目标产物。

2、根据权利要求1所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述b步骤一次浓缩时，当回收了约2/3的苯时停止浓缩，将料液转入配制釜。

3、根据权利要求2所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述c步骤萃取操作中，加入萃取剂，搅拌约15分钟，静置从底部分离出萃取液，再同法进行第二次萃取，两次萃取液混合后己炔二醇的浓度控制在12～18％，再经抽滤转入加氢反应工序。

4、根据权利要求3所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述c步骤萃取操作中，两次萃取后，同法进行第三次萃取，第三次萃取液作为下一批料液的第一次萃取剂使用。

5、根据权利要求4所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述e步骤加氢反应中的催化剂为铝镍合金催化剂。

6、根据权利要求5所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述f步骤减压蒸馏分两步进行：e步骤加氢反应后的料液转入浓缩釜中，在真空度0.08MPa、温度135～145℃下浓缩；再转入精制釜中，在真空度0.65～0.85MPa、温度150～170℃下，进行减压蒸馏。

7、根据权利要求6所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述f步骤中，还具有中转釜，料液在浓缩釜中浓缩后，先转入中转釜，然后在开启精制釜进料阀情况下，连续进料进行减压蒸馏。

8、根据权利要求7所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述f步骤蒸馏馏出物冷却降温后再进入切片釜，切片温度控制在88～92℃。

9、根据权利要求1～8任一权利要求所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述炔化反应步骤是：首先投加纯苯和氢氧化钾进行搅拌，然后用氮气置换后通加乙炔20～40分钟，釜上表压控制在0.02～0.04MPa，釜温47～53℃，然后滴加丙酮，控制丙酮加料时间为4～4.5小时，反应温度控制在49～56℃，停加丙酮后保压2小时，加水进行水洗1小时出料。

10、根据权利要求9所述萃取及减压蒸馏法生产2，5-二甲基-2，5-己二醇新工艺，其特征是：所述中和反应步骤是：炔化反应后料液压入中和釜后经静置，从底部排出氢氧化钾水溶液，再补加适量盐酸调节料液PH＝7～8，并排出氯化钾结晶。

Images