CN103086846B

CN103086846B - 一种连续分离异丙基苯酚的装置及方法

Info

Publication number: CN103086846B
Application number: CN201110332412.1A
Authority: CN
Inventors: 冯海强; 朱跃辉; 高继东; 赵开径; 鲁耘
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN103086846A

Abstract

本发明公开了一种连续分离邻对异丙基苯酚的装置及方法，所述装置包括：串联的塔1和塔2，所述塔1和塔2内的塔体轴心处分别装有旋转刮刀，塔1内下部设置有格栅，塔1和塔2外侧设置有恒温进料口；所述塔1内自上而下依次设置有液体提纯段、晶体提纯段、熔融提纯段和晶体沉积段；所述塔2内自上而下依次设置有残液回收段、晶体再提纯段和晶体再沉积段；塔1底部出口连接塔2中部恒温进料口。所述方法包括待分离物料在塔1和塔2内连续进行再结晶，分离出邻、对异丙基苯酚。采用本发明所述的装置及方法可以实现连续式进出料，生产高纯度的邻、对异丙基苯酚产品。

Description

一种连续分离异丙基苯酚的装置及方法

技术领域

本发明涉及化工领域，进一步地说，是涉及一种连续分离异丙基苯酚的装置及方法。

背景技术

异丙基苯酚主要包括对异丙基苯酚(p-IPP)和邻异丙基苯酚(o-IPP)两种异构体。其中，对异丙基苯酚(p-IPP)可用作机器清洁剂、电线包涂料、合成树脂、表面活性剂、粘合剂及医药化工中间体等，还可作为合成农药叶蝉散的中间体。邻异丙基苯酚(o-IPP)除用作表面活性剂、粘合剂及医药中间体外，特别重要的用途是作为农药叶蝉散的合成中间体。目前我国主要采用间歇式反应生产对异丙基苯酚，常以酚铝[Al(OC₆H₅)₃]为催化剂，不但操作麻烦，产量低，而且腐蚀、污染严重，同时催化剂选择性低，生成的邻、对位异构体分离困难(对异丙基苯酚(p-IPP)的沸点212-213℃，熔点59-61℃；邻异丙基苯酚(o-IPP)的沸点212-213℃，熔点12-16℃)。而利用传统的间歇重结晶法来分离邻、对异丙基苯酚，首先将熔融态的邻、对异丙基苯酚混合物置于釜中，在一定温度和搅拌速度下，结晶过夜，然后利用压榨等方法实现滤液和晶体的分离，将分离的晶体熔融后，再重复上一操作1～2次，可得对较高纯度的异丙基苯酚晶体产品，但此法能耗大，连续生产能力低等缺点。因此我国所需邻、对位异丙基苯酚大部分依靠进口来满足工业需求。

因此，如何实现连续、有效的分离邻、对异丙基苯酚，降低生产过程中的能耗是目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了有效解决生产异丙基苯酚过程中催化剂的选择性不高，邻、对异丙基苯酚分离困难，导致的邻、对异丙基苯酚难以工业化生产的问题。本发明提供了一种连续分离邻对异丙基苯酚的装置及方法，可以实现连续式进出料，生产高纯度的邻、对异丙基苯酚产品。

本发明的目的之一是提供一种连续分离邻、对异丙基苯酚的装置。

包括串联的塔1和塔2，

所述塔1和塔2内的塔体轴心处分别装有旋转刮刀，塔1内下部设置有格栅，塔1和塔2外侧设置有恒温进料口；

所述塔1内自上而下依次设置有液体提纯段、晶体提纯段、熔融提纯段和晶体沉积段；塔1的恒温进料口之上为液体提纯段；恒温进料口至旋转刮刀下端之间为晶体提纯段；旋转刮刀下端与格筛之间为熔融提纯段；格筛至塔身底部之间为晶体沉积段；

所述塔2内自上而下依次设置有残液回收段、晶体再提纯段和晶体再沉积段；塔2的进料口之上为残液回收段，进料口至旋转刮刀下端为晶体再提纯段，旋转刮刀下端至塔身底部为晶体再沉积段；

塔1底部出口连接塔2中部恒温进料口；

塔体轴心处分别装有旋转刮刀，用于搅拌以及将塔壁上的晶体刮下；

所述塔1和塔2外层设置有夹套，各段相互独立，可充入冷热介质循环；

所述塔1顶部设置有塔顶回流比控制器。

本发明的目的之二是提供一种连续分离邻、对异丙基苯酚的方法。

包括：待分离的混合物料连续进入塔1和塔2中进行重结晶分离出邻、对异丙基苯酚。

具体可包括以下步骤：

(1)待分离的熔融态邻、对异丙基苯酚混合物料进入塔1中，混合物料中对异丙基苯酚晶体遇冷不断析出，向下移动，经过重结晶、逆流洗涤和发汗提纯，最后沉积在晶体沉积段；

(2)析出对异丙基苯酚晶体后的富邻异丙基苯酚溶液缓慢上升，继续析出残留的对异丙基苯酚晶体，液体进一步得到提纯；

(3)通过塔1顶部回流进一步提纯了处于上升段富邻异丙基苯酚液体的纯度；塔1顶部回流比为1∶1～15∶1；

(4)塔1底部晶体熔化后泵送入塔2，再次冷却分离提纯，塔2底部产出高纯度的对异丙基苯酚晶体，塔顶的残液排出。

其中：所述塔1的液体提纯段和晶体提纯段外的夹套温度为5～20℃，恒温进料口和熔融提纯段外夹套温度为50～80℃；

所述塔2的残液回收段和晶体再提纯段外的夹套温度为5～20℃；

所述塔1和塔2内旋转刮刀的转速为1～15r/min。

更具体地：

待分离的邻、对异丙基苯酚混合物料由塔1的恒温进料口进入塔1中。混合物料中对异丙基苯酚晶体熔点较高，遇冷不断结晶析出，在重力和旋转搅拌的作用下，向下移动，进入晶体提纯段。此过程中，对异丙基苯酚晶体被逆流的溶液(逆流的溶液是邻、对异丙基苯酚的混合溶液，它源自析出对异丙基苯酚晶体的进料)不断融化、洗涤、提纯，形成较高纯度的晶体。在接近熔融晶体段时，下降中的晶体与部分来自熔融晶体段较高纯度的对异丙基苯酚熔融晶体溶液相遇，晶体内部的可能包裹的邻异丙基苯酚和其他微小杂质不断溶出，向外部渗透，进一步发汗提纯。在重结晶、逆流洗涤和发汗提纯的共同作用下，进入到熔融晶体段的对异丙基苯酚已经具有相当的纯度。当熔融态的晶体继续下行，遇冷沉积在晶体沉积段。

在恒温进料口处，析出对异丙基苯酚晶体后的富邻异丙基苯酚溶液缓慢上升(即：晶体下沉，溶液同时随着进料的增加而累积。这里指晶体与液体之间相对的位移)。因液体提纯段所设置的温度要略低于晶体提纯段，故上升中的溶液在搅拌的作用下会继续析出残留的对异丙基苯酚晶体，晶体在重力的作用下向下运动，液体进一步得到提纯。塔1顶处设有回流装置，一定比例的高纯度邻异丙基苯酚液体从塔1顶回流到液体提纯段中部，促进了局部的液固交换，进一步提纯了处于上升段富邻异丙基苯酚液体的纯度。塔1顶，一定回流比下，符合产品纯度要求的邻异丙基苯酚液体被采出。此时，整个塔1中温度从上而下呈梯度分布，依次升高。这也说明，塔1中，由上而下邻异丙基苯酚浓度在塔体分布由高而低，对异丙基苯酚浓度分布则相反。

同时，由于重力的作用，位于塔底的对异丙基苯酚晶体间隙之间会带有少量邻异丙基苯酚残液。将此晶体缓慢排入恒温槽中融化，由泵打入到塔2中，再次冷却结晶提纯，塔底产出高纯度的对异丙基苯酚晶体，塔顶的残液排出。

在塔1顶、塔2底的产品稳定采出之前，应先进料至塔1内形成稳定的晶体床层，然后待塔1顶、塔2底的产品达标后按照稳定的物料平衡进行采出。即：首先，a、b、c、e、f段按照前述说明分别充入冷热介质，待温度稳定后，从恒温进料口2将混合物料加入到塔1中。待塔1中的温度稳定后，回流比控制在1∶1～15∶1，塔1顶开始少量采出液体产品，塔1底晶体开始采出并用泵注入塔2中，待塔2底形成一定的晶体床层。此时检测塔1顶和塔2顶产品的纯度，当纯度达标时，按照各物质的物料平衡开始连续进料、产出。

本发明利用结晶过程实现邻、对异丙基苯酚的分离，并将间歇的重结晶过程，在串联的塔中一次完成，大幅缩短了提纯工艺，降低了能耗，节省设备、场地、操作等投资。

附图说明

图1本发明所述的装置示意图

附图标记说明：

a为液体提纯段；b为晶体提纯段；c为熔融晶体段；d晶体沉积段；

e为残液回收段；f为晶体再提纯段；g为晶体再沉积段；

T1-塔1，T2-塔2

1-冷却剂入口A；2-恒温进料口；3-冷却剂入口B；4-结晶刮刀；5-热循环水出口；6-恒温晶体收集罐；7-液体产品出口；8-液体回流口；9-冷却剂出口A；10-冷却剂出口B；11-热循环水入口；12-格筛；13-阀门；14-保温送料管及泵；15-冷却剂入口C；17-残液排出口；18-冷却剂出口C；

具体实施方式

实施例：

如图1所示，一种连续分离邻对异丙基苯酚的装置。

包括串联的塔1和塔2，

所述塔1内自上而下依次设置有液体提纯段a、晶体提纯段b、熔融提纯段c和晶体沉积段d；塔1的恒温进料口2之上为液体提纯段a；恒温进料口2至旋转刮刀下端之间为晶体提纯段b；旋转刮刀下端与格筛之间为熔融提纯段c；格筛至塔身底部之间为晶体沉积段d；

所述塔2内自上而下依次设置有残液回收段e、晶体再提纯段f和晶体再沉积段g；塔2的进料口之上为残液回收段e，进料口至旋转刮刀下端为晶体再提纯段f，旋转刮刀下端至塔身底部为晶体再沉积段g；

塔1底部出口连接塔2中部进口；

所述塔1和塔2为圆形塔，塔体轴心处分别装有旋转刮刀，用于搅拌以及将塔壁上的晶体刮下；所述塔1和塔2外层设置有夹套，各段相互独立，可充入冷热介质循环；所述塔1顶部设置有塔顶回流比控制器；所述塔1内熔融晶体段和晶体沉积段之间设有格筛。

塔1中液体提纯段a长度为0.4米；晶体提纯段b为0.5米；熔融晶体段c为0.2米；晶体沉积段d为0.1米。塔2中残液回收段e为0.2米；晶体再提纯段f为0.7米；晶体再沉积段g为0.3米。上述塔皆为Φ40不锈钢管制得，塔1中a段、b段外包Φ63夹套分别充入冷循环介质(乙醇)，c段充入热循环介质(水)，塔2中e段、f段充入冷却介质。塔1中熔融晶体段和晶体沉积段之间设有格筛，防止晶体在熔融晶体的作用下，浮动。

首先，预设a、b、c、e、f段夹套的温度分别为13℃、15℃、60℃、15℃、15℃。待温度稳定后，将含熔融态32％对异丙基苯酚的原料以从65℃恒温进料口缓慢注入到塔1中，待一段时间后，塔1底形成晶体的床层，塔1顶出口可以观察到液位。此时，塔1顶、塔1底开始产品采出，进料控制在200ml/h，顶采出控制在125～130ml/h，底采出晶体65～70g/h，顶回流比控制在1∶1，塔1和塔2内旋转刮刀转速控制在8r/min。塔1底采出的晶体65℃下融化后缓慢注入塔2，塔2底以60～65g/h采出晶体，残液由塔2顶排出。

[对比例1]按照上述实施例方法，将塔1顶回流比控制器关闭，其他设置不变，考察熔融液回流对提纯晶体的影响。

[对比例2]参考工业中间歇结晶的方法，首先将500ml熔融态32％对异丙基苯酚的原料放入釜中，放入15℃的冷却槽中，缓慢搅拌条件下，结晶2小时，然后抽滤30分钟，分离晶体和滤液。将得到的晶体加热熔融后重新置于釜中，放入15℃的冷剂，结晶2小时，然后抽滤30分钟，分离晶体和滤液，所得晶体即为对异丙基苯酚产品。

实施例和对比例对比如表1所示。

表1、产品纯度对比

通过表1的数据可以看出，实施例制得的产品纯度均大于对比例。

Claims

1.一种连续分离邻对异丙基苯酚的装置，包括串联的塔1和塔2，其特征在于：

所述塔1和塔2内的塔体轴心处分别装有旋转刮刀，塔1内下部设置有格栅，塔1和塔2外侧设置有恒温进料口；所述塔1顶部设置有塔顶回流比控制器；

塔1底部出口连接塔2中部恒温进料口。

2.如权利要求1所述的连续分离邻对异丙基苯酚的装置，其特征在于：

所述塔1和塔2为圆形塔。

3.如权利要求1所述的连续分离邻对异丙基苯酚的装置，其特征在于：

所述塔1和塔2外层设置有夹套。

4.采用如权利要求1-3之一所述的装置的连续分离邻对异丙基苯酚的方法，其特征在于所述方法包括：

(1)待分离的邻、对异丙基苯酚混合物料进入塔1中，混合物料中对异丙基苯酚晶体遇冷不断析出，向下移动，经过重结晶、逆流洗涤和发汗提纯，最后沉积在晶体沉积段；

(3)通过塔1顶部回流进一步提纯了处于上升段富邻异丙基苯酚液体的纯度；塔1顶部回流比为1:1～15:1；

(4)塔1底部晶体熔化后泵送入塔2，再次冷却分离提纯，塔2底部产出对异丙基苯酚晶体，塔顶的残液排出。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述塔1的液体提纯段和晶体提纯段外的夹套温度为5～20℃，恒温进料口和熔融提纯段外夹套温度为50～80℃；

所述塔2的残液回收段和晶体再提纯段外的夹套温度为5～20℃。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述塔1和塔2内旋转刮刀的转速为1～15r/min。