CN102633698B - 甲硫醇和丙烯醛合成的粗甲硫基代丙醛的处理方法和系统 - Google Patents
甲硫醇和丙烯醛合成的粗甲硫基代丙醛的处理方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的处理，包括：将粗甲硫基代丙醛送入低真空精馏塔，从塔顶排出轻质组分并送入乳化罐，从塔底排出含有甲硫基代丙醛的较重组分；将从低真空精馏塔的塔底排出的含有甲硫基代丙醛的较重组分送入高真空精馏塔，从塔顶排出并收集产品甲硫基代丙醛，从塔底排出重质组分并同样送入所述乳化罐；在乳化罐内乳化轻质组分和重质组分以形成均匀稳定的乳液；将乳液通过管道送入焚烧装置。本发明的处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的方法，通过将轻重质组分乳化为乳液的方式,解决了分别输送轻重质组分会堵塞管道的难题，杜绝了环保事件产生，改善了生产车间和当地居民环境。
Description
技术领域
本发明涉及由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的处理，具体涉及粗甲硫基代丙醛中副产物的处理方法和系统。
背景技术
甲硫基代丙醛是制备蛋氨酸的重要中间体，主要是通过甲硫醇和丙烯醛在有机碱的催化下发生迈克尔加成反应制备。利用该方法可以在比较温和的条件下，如在温度为30-40℃的常压下就能制备出甲硫基代丙醛，且收率都高于90%。然而在该反应过程中会产生丙烯醛聚合物、甲硫基代丙醛聚合物，包括二聚体、三聚体等多种副产物，同时还存在少量未参加反应的甲硫醚、硫化氢、水、甲醇、乙酸以及未反应完全的甲硫醇和丙烯醛。其中一些有机物沸点比甲硫基代丙醛低的轻质组分，如甲硫醚、硫化氢、甲硫醇、乙酸等；另一些有机物沸点比甲硫基代丙醛高的重质组分，如丙烯醛聚合物、甲硫基代丙醛聚合物，包括二聚体、三聚体等。由于甲硫基代丙醛的沸点较高，一般采用减压精馏。为防止具有醛基、烯键的有机物发生聚合，降低精馏塔的效率和甲硫基代丙醛产品收率，一般采用先在低真空条件将沸点比较低副产物，如硫化氢、甲硫醚、甲硫醇、丙烯醛等恶臭气体从低真空精馏塔塔顶经真空泵排去轻质组分缓冲罐，再送去焚烧处理。塔底为大部分甲硫基代丙醛和少量沸点较高的副产物，如丙烯醛聚合物、甲硫基代丙醛聚合物，包括二聚体、三聚体等，送入高真空精馏塔，塔顶采出甲硫基代丙醛产品，塔底高沸点副产物经泵送入重质组分缓冲罐，再送入焚烧处理。不管是轻质组分还是重质组分，大多为含硫的有机物，这些有机物具有香精的特性，粘附力极强，在空气的浓度为0.08ppb就会使人恶心难受。因此，在精制甲硫基代丙醛的过程中，副产物必须严格控制，不能泄露到大气中，否则会导致环保问题，严重影响居民的生活环境。
在实际的工业生产中，一般是将轻质组分和重质组分分别送去焚烧处理。然而，由于重质组分非常粘稠，像沥青一样，在输送去焚烧的过程中既没有合适的密封性好的泵来输送这种粘稠物，同时还极易堵塞管道；并且一旦堵塞管道，不仅会影响车间连续稳定生产；而且在检修堵塞管道的过程中，该重质组分会泄露到环境中，导致严重的环境污染。
发明内容
本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的处理方法，将轻重质组分混合乳化后再进行焚烧处理。
根据本发明的第一方面，提供了一种处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的方法，包括：
将粗甲硫基代丙醛送入低真空精馏塔，从塔顶排出轻质组分并送入乳化罐，从塔底排出含有甲硫基代丙醛的较重组分；
将从低真空精馏塔的塔底排出的含有甲硫基代丙醛的较重组分送入高真空精馏塔，从塔顶排出并收集产品甲硫基代丙醛，从塔底排出重质组分并同样送入所述乳化罐；
在所述乳化罐内乳化轻质组分和重质组分以形成均匀稳定的乳液；
将所述乳液通过管道送入焚烧装置。
优选地，本发明的方法还包括：将助燃气体和燃气送入焚烧装置中以帮助焚烧所述乳液。
优选地，其中所述乳化罐外部设有夹套保温层，内部设有搅拌器和控制搅拌器的变速器。
优选地，其中搅拌器转速不低于150RMP；乳化温度不低于60℃；乳化时间不低于5min。更优选地，其中搅拌器转速为200RMP；乳化温度为80℃；乳化时间为10min。
优选地，其中乳液颗粒直径为100nm。
优选地，其中乳液黏度与产品甲硫基代丙醛黏度基本一致。优选地，其中通过屏蔽泵将所述乳液通过管道送入焚烧装置。
优选地，其中低真空精馏塔的真空度为8-20千帕；高真空精馏塔的真空度为1-5千帕。
粗甲硫基代丙醛通常包括甲硫基代丙醛、硫化氢、甲硫醚、丙烯醛、乙酸、甲醇、水、对苯二酚、吗啉、丙烯醛聚合物以及甲硫基代丙醛聚合物。轻质组分一般包括硫化氢、甲硫醚、丙烯醛、乙酸、甲醇、吗啉以及水。较重组分一般包括甲硫基代丙醛、对苯二酚、丙烯醛聚合物以及甲硫基代丙醛聚合物。重质组分一般包括对苯二酚、大量甲硫基代丙醛聚合物、少量丙烯醛聚合物以及少量甲硫基代丙醛。
根据本发明的第二方面，提供了一种由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛处理系统，包括：
低真空精馏塔，接收由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛，从塔底排出含有甲硫基代丙醛的较重组分并从塔顶排出轻质组分；
高真空精馏塔，接收低真空精馏塔的塔底排出的含有甲硫基代丙醛的较重组分，从塔顶排出产品甲硫基代丙醛，且从塔底排出重质组分；
乳化罐，接收从低真空精馏塔的塔顶排出的轻质组分以及从高真空精馏塔的塔底排出的重质组分，轻质组分和重质组分在乳化罐内乳化形成均匀稳定的乳液；以及
焚烧装置，通过管道从乳化罐接收所述乳液并焚烧所述乳液。
在本发明的粗甲硫基代丙醛处理系统中，优选乳化罐外部设有夹套保温层，内部设有搅拌器和控制搅拌器的变速器。
本发明的粗甲硫基代丙醛处理系统还可以包括屏蔽泵，用于将所述乳液通过管道从乳化罐送入焚烧装置。
本发明的处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的方法，通过将轻重质组分乳化为乳液的方式,解决了分别输送轻重质组分会堵塞管道的难题，杜绝了环保事件产生，改善了生产车间和当地居民环境。
附图说明
图1为本发明的处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的示例性工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，详细描述本发明的内容。
参见图1的处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的示例性工艺流程图。粗甲硫基代丙醛11，主要包括甲硫基代丙醛、硫化氢、甲硫醚、丙烯醛、乙酸、甲醇、水、对苯二酚、吗啉、丙烯醛聚合物以及甲硫基代丙醛聚合物等。粗甲硫基代丙醛11经泵连续送入低真空精馏塔1，在真空度为8-20千帕，优选为15-18千帕的低真空条件下，沸点低于甲硫基代丙醛的轻质组分12，包括硫化氢、甲硫醚、丙烯醛、乙酸、甲醇、吗啉以及水，从低真空精馏塔1的塔顶排出，直接送入乳化罐3。此时，在低真空精馏塔1的塔底的较重组分13，主要为甲硫基代丙醛，以及沸点高于甲硫基代丙醛的重质组分，包括少量的对苯二酚、丙烯醛聚合物以及甲硫基代丙醛的聚合物等，经泵送入高真空精馏塔2，在真空度为1-5千帕，优选为3-4千帕的高真空条件下，纯度大于99.7%的产品甲硫基代丙醛14从高真空精馏塔2的塔顶排出，送入产品储罐（图中未示出）。在高真空精馏塔2的塔底部分得到的重质组分15中包括大量甲硫基代丙醛聚合物、少量丙烯醛聚合物等。由于按照精馏塔原理和塔操作的经济性原则，甲硫基代丙醛不可能完全从塔顶蒸馏出去，因此，在高真空精馏塔2塔底的重质组分中还含有少量甲硫基代丙醛。由于塔底的重质组分15中的有机物具有香精的特性，在环境中的痕量残留，也几乎会永久存在，污染环境。因此，一定要尽量避免其泄露在大气中。这些重质组分15经泵送入乳化罐3。乳化罐3外部可以设有夹套保温层，内部可以设有搅拌器和控制搅拌器的无级变速器。
待有重质组分15送入乳化罐3中时，启动机械搅拌，通过无级变速器调节搅拌转速，同时调节乳化罐的温度，直到乳化罐中的液体成为均匀稳定的乳液16为止。在这个过程中，形成均匀稳定的乳液是关键，若不能形成均匀稳定的乳液，会存在乳液分层，重质组分在下层，轻质组分在上层，这样在输送去焚烧的过程中，重质组分的黏度仍然很大，会堵塞管道，无法输送，而后在处理堵塞管道的过程中，不可避免会将这些恶臭物质泄露在环境中，造成严重的环境污染事件。在本发明的方法中，可以通过调节搅拌转速、温度、乳化时间来形成均匀稳定的乳液16，该乳液16的黏度几乎与产品甲硫基代丙醛相当，便于屏蔽泵输送。表1为轻重质组分在不同温度、转速、乳化时间的乳化效果。试验表明，在任选的搅拌桨叶形式，转速不低于150RMP，乳化温度不低于60℃，乳化时间不低于5min条件下，均可乳化为适合输运的乳液。其中，优选的乳化条件是：搅拌器转速为200RMP；乳化温度为80℃；乳化时间为10min；其形成的乳液颗粒直径可以达到100nm。
表1不同温度、转速、乳化时间的乳化效果
将乳化后的乳液16通过屏蔽泵经管道送入焚烧装置4。将助燃气体18和天燃气19送入焚烧装置4中以帮助焚烧所述乳液16。焚烧后的烟气17中主要为二氧化碳、空气和痕量二氧化硫，可以直接排放到大气中。
由此可见，将从低真空精馏塔1塔顶分离出的轻质组分12和从高真空精馏塔2塔底分离出的重质组分15一起送入乳化罐3，通过控制乳化条件，均可以制备出黏度与甲硫基代丙醛相当，均匀稳定，便于泵输送的乳液，解决了分别输送轻重组分会堵塞管道的难题，杜绝了环保事件产生，改善了生产车间和当地居民环境。
本领域技术人员应当理解，上述实施例仅用于解释本发明而非用于对其作出任何限制。
Claims (4)
1.一种处理由甲硫醇和丙烯醛反应合成的粗甲硫基代丙醛的方法，包括：
将粗甲硫基代丙醛送入低真空精馏塔，从塔顶排出轻质组分并送入乳化罐，从塔底排出含有甲硫基代丙醛的较重组分；
将从低真空精馏塔的塔底排出的含有甲硫基代丙醛的较重组分送入高真空精馏塔，从塔顶排出并收集产品甲硫基代丙醛，从塔底排出重质组分并同样送入所述乳化罐；
在所述乳化罐内乳化轻质组分和重质组分以形成均匀稳定的乳液；
将所述乳液通过管道送入焚烧装置，将助燃气体和天燃气送入焚烧装置中以帮助焚烧所述乳液,
其中所述乳化罐外部设有夹套保温层，内部设有搅拌器和控制搅拌器的变速器;其中低真空精馏塔的真空度为8-20千帕；高真空精馏塔的真空度为1-5千帕。
2.权利要求1的方法，其中搅拌器转速不低于150RMP；乳化温度不低于60℃；乳化时间不低于5min。
3.权利要求1的方法，其中乳液颗粒直径小于100nm。
4.权利要求1的方法，其中通过屏蔽泵将所述乳液通过管道送入焚烧装置。
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