CN101774887A

CN101774887A - 一种丙醛加氢制备正丙醇的清洁生产工艺

Info

Publication number: CN101774887A
Application number: CN 201010113521
Authority: CN
Inventors: 王安军; 崔课贤; 周立亮; 董京军; 宋雪洋
Original assignee: ZIBO RUOAO CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Zibo Nuoao chemical Limited by Share Ltd
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2030-02-11
Also published as: CN101774887B

Abstract

本发明涉及一种丙醛加氢制正丙醇的清洁生产工艺。本发明要解决的技术问题是如何克服现有正丙醇生产方法中含丙酸丙酯、水和正丙醇的三相共沸物无法回收利用的缺陷。为此，本发明包括下述步骤：a、将三相共沸物冷凝、换热后，通入渗透汽化膜；b、渗透汽化膜分离出的气相物料经冷凝得废水A，该废水A与原料丙醛混合，再次进入系统，残余气体经真空泵排空；渗透汽化膜分离出的液相物料送去精馏，分离液相物料中的正丙醇和丙酸丙酯。本发明具有工艺简单、操作方便、环保节约、正丙醇产率高的优点，是现有正丙醇生产企业提高产品纯度、降低生产成本、减少环境污染的有力武器。

Description

一种丙醛加氢制备正丙醇的清洁生产工艺

技术领域

本发明涉及一种丙醛加氢制备正丙醇的清洁生产工艺。

背景技术

2008年07月23日公开的、公开号为CN101225018A的中国发明专利公开了一种“丙醛加氢制备正丙醇工艺中副产物丙酸丙酯的去除方法”，该方法将丙酸丙酯、水和正丙醇组成三相共沸物，这种三相共沸物大约含5％-45％的水，40％-70％的正丙醇和5％-25％的丙酸丙酯，作为脱轻塔的轻组分(残液)，除部分回流外，余者不能得到利用，排放造成环境污染，也造成很大浪费。(本文提及的百分比组成皆为质量百分数)

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有正丙醇生产方法中含丙酸丙酯、水和正丙醇的三相共沸物无法回收利用缺陷，提供一种丙醛加氢制正丙醇的清洁生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明丙醛加氢制正丙醇的清洁生产工艺，包括下述步骤：

a、丙醛加氢生成粗丙醇进入精馏系统时，脱轻塔将反应生成的副产物丙酸丙酯与水、正丙醇形成的三相共沸物残液经冷凝、换热后，通入渗透汽化膜脱水装置；

b、渗透汽化膜脱水装置分离出的气相物料经冷凝得废水A，该废水A与原料丙醛混合，再次进入系统，冷凝残余气体经真空泵排空；渗透汽化膜脱水装置分离出的液相物料送去精馏，分离液相物料中的正丙醇和丙酸丙酯。

作为优化，所述废水A按：废水A∶丙醛＝0.55％-2.73％∶1的质量比混入原料丙醛中。

本发明丙醛加氢制正丙醇的清洁生产工艺，也即正丙醇生产过程中三相共沸物的回收利用方法，具有工艺简单、操作方便、环保节约、正丙醇产率高的优点，是现有正丙醇生产企业提高产品纯度、降低生产成本、减少环境污染的有力武器。

附图说明

图1为本发明反应工序、脱轻及脱重工序的流程图；

图2为本发明渗透汽化膜脱水工序及精馏工序的工艺流程简图。

具体实施方式

如图1所示：

从分离槽出来的粗丙醇(丙酸丙酯含量为0.1％-1％)进入加热器加热后进入脱轻塔。脱轻塔塔底温度控制在90℃-110℃，塔顶温度控制在70℃-95℃，塔顶上升气相在脱轻塔塔顶冷凝后，收集在脱轻塔回流罐里。脱轻塔回流罐中的物料由脱轻塔回流采出泵加压后，一部分物料作为回流液返回到脱轻塔顶部，一小部分物料采出，采出部分即为含有正丙醇、丙酸丙酯和水的三相共沸物。公开号为CN101225018A的中国发明专利就是利用这种方法脱除大部分的丙酸丙酯的。

脱轻塔塔底的物料由脱轻塔塔底泵送到脱重塔(脱重塔塔底温度90℃-110℃，塔顶温度90℃-100℃)，经脱重塔脱除重组分后的最终产品为正丙醇。

如图2所示：本发明将脱轻塔采出的三相共沸物冷凝、换热后，送至渗透汽化膜脱水装置，渗透汽化膜脱水装置分离出的液相物料送去精馏，分离液相物料中的正丙醇和丙酸丙酯。

渗透汽化膜脱水装置分离出的气相物料经冷凝得废水A，该废水A约含有10％-35％的正丙醇、40％-80％的水和10％-30％丙酸丙酯。

该废水A与原料丙醛混合，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0.3Mpa-0.6Mpa。进入蒸发器的原料组成丙醛含量95％-99.9％，氢气含量75％-99.5％。在蒸发器气化的物料，经进料加热器加热后进入反应器，在反应器中催化剂的作用下开始进行丙醛加氢反应，丙醛与氢气反应生成正丙醇。丙醛加氢反应为放热反应，应保持反应热点温度在120℃-220℃左右，此反应温度为催化剂活性的最佳温度，但同样不可避免的产生了难以去除的副产物丙酸丙酯。这是由于少量的丙醛被氧化成丙酸，丙酸与丙醇反应生成了丙酸丙酯和水，两步反应方程式如下：

①CH₃CH₂CH₂OH(丙醛)+O₂(氧气)→CH₃CH₂COOH(丙酸)

②CH₃CH₂COOH(丙酸)+CH₃CH₂CH₂OH(丙醛)<---->C₆H₁₂O₂(丙酸丙酯)+H₂O(水)

因为第二步反应是可逆反应，所以我们在加入废水A后，由于水过量导致反应向左移动，增加了我们所需产物正丙醇的量，减少丙酸丙酯和杂质2-甲基-3戊酮的生成，并且回收废水A中的正丙醇，反应后得到的粗丙醇产品经过分离槽进入下一个操作单元——精馏工段。

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，最后在加氢冷凝器中冷却至30℃-50℃，在丙醇分离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，排放气送至火炬总管。

以下实施方案均按丙醛进料量5500Kg/h为例。

实施例1：

原料丙醛中混入废水A的量为150Kg/h(占丙醛进料量的2.73％)，脱轻塔轻组分排放量为170Kg/h，产品正丙醇收率为97.2％。

实施例2：

原料丙醛中混入废水A的量为90Kg/h(占丙醛进料量的1.64％)，脱轻塔轻组分排放量为168Kg/h，产品正丙醇收率为97.1％。

实施例3：

原料丙醛中混入废水A的量为80Kg/h(占丙醛进料量的1.45％)，脱轻塔轻组分排放量为147Kg/h，产品正丙醇收率为97.9％。

实施例4：

原料丙醛中混入废水A的量为70Kg/h(占丙醛进料量的1.27％)，脱轻塔轻组分排放量为138Kg/h，产品正丙醇收率为98.2％。

实施例5：

原料丙醛中混入废水A的量为60Kg/h(占丙醛进料量的1.09％)，脱轻塔轻组分排放量为124Kg/h，产品正丙醇收率为98.5％。

实施例6：

原料丙醛中混入废水A的量为50Kg/h(占丙醛进料量的0.91％)，脱轻塔轻组分排放量为150Kg/h，产品正丙醇收率为97.6％。

实施例7：

原料丙醛中混入废水A的量为30Kg/h(占丙醛进料量的0.55％)，脱轻塔轻组分排放量为160Kg/h，产品正丙醇收率为97.3％。

以下是在丙醛加氢生产正丙醇时，未使用本发明技术与使用本发明技术所得产品收率的比较表

收率比较	三相共沸物采出量Kg/h	脱重塔重组分排放量Kg/h	产品正丙醇收率
收率比较	三相共沸物采出量Kg/h	脱重塔重组分排放量Kg/h	产品正丙醇收率	未使用本发明技术	330-400	140-150	95.5％-96.5％
使用本发明技术	100-140	110-120	97.1％-98.5％	未使用本发明技术	330-400	140-150	95.5％-96.5％

本发明所述渗透汽化膜脱水技术为现有技术，所述渗透汽化膜脱水装置山东蓝景膜技术工程有限公司有售。

Claims

1.一种丙醛加氢制备正丙醇的清洁生产工艺，其特征在于包括下述步骤：

b、渗透汽化膜脱水装置分离出的气相物料经冷凝得废水A，该废水A与原料丙醛混合，再次进入系统，残余气体经真空泵排空，渗透汽化膜脱水装置分离出的液相物料送去精馏，分离液相物料中的正丙醇和丙酸丙酯。

2.根据权利要求1所述的丙醛加氢制备正丙醇的清洁生产工艺，其特征在于：所述废水A按：废水A∶丙醛＝0.55％-2.73％∶1的质量比混入原料丙醛中。