CN106892799A - 连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法 - Google Patents

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Abstract

连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,设备由原料泵、预热器、四段控温塔体及真空系统构成:⑴.将原料加入连续减压四段控温精馏装置的釜底,液位达到1/3停止;⑵.打开真空和冷凝系统,塔釜进行加热,控制塔釜、塔体四段及塔顶温度;⑶.温度稳定后连续加入原料;原料液由齿轮泵和转子流量计控制;⑷.经预热器预热至设定值,输送至四段控温精馏塔;⑸.控制原料进料与塔釜出料;⑹.气相经冷凝液相水吸收进入真空缓冲罐。本发明塔底PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味,控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝和液相水吸收,进入真空缓冲罐。与传统工艺相比,工艺步骤简单,缩短减压精馏过程时间。

Description

连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法
技术领域
本发明涉及一种聚醚丙二醇(PPG400)精制的方法,具体涉及一种连续减压四段控温精馏脱除聚醚丙二醇中微量甲醛、乙醛和水的方法。
背景技术
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇(PPG),国内环氧丙烷用于聚醚多元醇的消费量占总消费量的85%,占据主导地位。未来环氧丙烷消费中,聚醚仍然占主导地位,所占的比例有所上升。聚醚多元醇作为聚氨酯工业的主要原料,聚醚多元醇应用主要集中在家具、汽车、建筑和工业绝热等四个领域,用量占据聚氨酯全部用量的2/3强。PPG系列品种主要有PPG200、400、600、PPG-800~1000、PPG-1000~2000、PPG-2000~8000及PPG-3000~8000等。PPG-200可用于颜料的分散剂;PPG400用作润肤剂、柔软剂、润滑剂;PPG-600~1000用作涂料中和液压油中防泡剂、合成橡胶和胶乳加工中防泡剂、传热流体的冷冻剂和冷却剂及粘度改善剂;PPG-1000~2000用作酯化、醚化和缩聚反应的中间体,用作脱模剂、增溶剂、合成油品的添加剂及润滑剂;PPG-2000~8000具有极佳的润滑、抗泡、耐热耐冻等性能;PPG-3000~8000主要用作组合聚醚的组分,生产聚氨酯泡沫塑料,可直接或经酯化后用于生产增塑剂、润滑剂;本品可用作日化、医药、油剂的基料。
PPG400是由甘油与精制环氧丙烷在氢氧化钾催化、温度90~95℃及0.4~0.5MPa压力下进行聚合而得,然后通过降温至60~70℃,在搅拌下加水和磷酸中和至pH为6~7,然后缓慢升温至110~120℃,真空脱水并过滤而成。上述过程中加入磷酸会造成产物中醛含量上升至100ppm以上、并产生异味,影响聚醚丙二醇(PPG400)在食品、塑料制品及日用品中应用。以往生产中主要采用间隙减压闪蒸法进行精制,该法闪蒸时间长达25小时、色度加深,醛值可达6~10ppm,很难达到≤1.2ppm要求。
发明内容
本发明旨在提供一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,与传统工艺相比,本发明具有工艺步骤简单,通过连续减压多段控温精馏,实现过程连续操作、有效控制四段精馏段的温度,使PPG400粗品中醛值由100ppm降为≤1.2ppm,缩短减压精馏过程时间,保证了PPG400色度为无色。
为实现发明目的,本发明采用以下技术方案:一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,所用设备由原料泵、预热器、四段控温塔体及真空系统构成,其特征在于,步骤如下:
⑴.将原料加入连续减压四段控温精馏装置的釜底,待液位达到1/3停止;
⑵.打开真空和冷凝系统,塔釜进行加热,并控制塔釜、塔体四段加热及塔顶温度;
⑶.待温度稳定后,连续加入原料;原料液由齿轮泵和转子流量计控制;
⑷.经预热器预热至设定值,然后输送至四段控温精馏塔;
⑸.控制原料进料与塔釜出料;
⑹.控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝和液相水吸收,进入真空缓冲罐。
分离后塔底PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味。
换言之,本发明的过程在原料泵、预热器、四段控温塔体及真空系统中进行。首先将原料加入连续减压四段控温精馏装置的釜底,待液位达到1/3停止,然后打开真空和冷凝系统,塔釜进行加热,并控制塔釜、塔体四段加热及塔顶温度,待温度稳定后,连续加入原料;原料液由齿轮泵和转子流量计控制,经预热器预热至设定值,然后输送至四段控温精馏塔,控制原料进料与塔釜出料,分离后塔底PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味,控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝和液相水吸收,进入真空缓冲罐。
所述的方法中,原料液的PPG400中醛含量≤100ppm、水质量含量≤0.1%,有异味。
所述的方法中,控制预热器和四段控温塔节,塔体四段自上而下分别为T2、T3、T4、T5,控制预热器和四段温度分别为120.1~125.7℃、110.3~115.9℃、115.4~120.5℃、120.2~125.1℃及125.5~130.4℃,系统真空为0.005~0.01MPa。
所述的方法中,塔顶收集瓶中注入水,用于塔顶馏出气体中醛的吸收,并定期排放收集瓶中的水溶液;原料进料与塔底流出液的质量流量比控制为1:0.99~1.00。
具体地说,本发明所述的方法步骤如下(参照图1):1)首先将原料①加入连续减压四段控温精馏装置的釜底9,待液位达到1/3停止,然后打开真空12和冷凝7系统,塔釜进行加热,并控制塔釜9、塔体四段加热(自上而下分别为T2、T3、T4、T5)及塔顶温度(T1),待所有温度稳定后,连续加入原料①;2)原料液①由齿轮泵2和转子流量计L1控制,经预热器3预热至设定值,然后输送至四段控温精馏塔8,控制原料①进料与塔釜出料②量,分离后塔底②PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味,控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝7和收集瓶中液相水4吸收,进入真空缓冲罐11。
精制过程的工艺条件:精制过程中预热器温度、塔顶温度、塔釜温度及四段控制温度、回流比、进料位置及塔板数见表1所示。
表1 一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的工艺条件
表1 一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的工艺条件
本发明的一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的的方法。首先将原料加入连续减压四段控温精馏装置的釜底,待液位达到1/3停止,然后打开真空和冷凝系统,塔釜进行加热,并控制塔釜、塔体四段加热及塔顶温度,待温度稳定后,连续加入原料;原料液由齿轮泵和转子流量计控制,经预热器预热至设定值,然后输送至四段控温精馏塔,控制原料进料与塔釜出料,分离后塔底PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味,控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝和液相水吸收,进入真空缓冲罐。
本发明与传统工艺相比,具有工艺步骤简单,通过连续减压多段控温精馏,实现过程连续操作、有效控制四段精馏段的温度,使PPG400粗品中醛值由100ppm降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,缩短减压精馏过程时间,保证了PPG400色度为无色。
附图说明
图1连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的的工艺流程示意图。
具体实施方式
根据本发明的一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的的方法,其工艺流程参照图1,其中:T1~T6为测温点,TC1~TC2控制温度点,L为转子流量计,K1~K8为调节阀,G1为阻尼器,P1为压力计,1为原料贮罐,2为加料泵,3为预热器,4为水吸收收集瓶,5为电磁线圈,6为玻璃塔头,7为冷凝器,8为塔体,9为塔釜,10为取样瓶,11为缓冲瓶,12为真空系统。
采用某材料有限公司的粗聚醚丙二醇为原料,连续减压四段控温精馏实验在减压条件下进行,塔内径为30mm,内装φ4*4θ型玻璃丝填料,经用标准体系测定,该填料等板高度HETP=40mm,塔釜用电热套加热,原料液和塔底出料均用玻璃转子流量计计量。
原料粗聚醚丙二醇①首先一次性加入连续减压四段控温精馏装置的釜底9,待液位达到1/3停止,然后打开真空12和冷凝7系统,塔釜进行加热,控制真空度为0.005~0.01MPa,控制塔釜9温度为124.9~126.3℃、塔体四段加热(T2、T3、T4、T5)为110.3~115.9℃、115.4~120.5℃、120.2~125.1℃及125.5~130.4℃及塔顶温度(T1)为23.5~23.9℃,待所有温度稳定后,连续加入原料①,原料液①由齿轮泵2和转子流量计L1控制,经预热器3预热至120.1~125.7℃,然后进入四段控温精馏塔,控制原料①进料与塔釜出料②量,分离后塔底②PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.02%,无色无异味,控制塔顶冷凝器温度为0~10.0℃,气相经冷凝7和收集瓶液相水4吸收,进入真空缓冲罐11。
精制过程的条件如表1所示。原料和精制后组成见表2所示。
表2 连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的结果
表2 连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的结果

Claims (7)

1.一种连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,所用设备由原料泵、预热器、四段控温塔体及真空系统构成,其特征在于,步骤如下:
⑴.将原料加入连续减压四段控温精馏装置的釜底,待液位达到1/3停止;
⑵.打开真空和冷凝系统,塔釜进行加热,并控制塔釜、塔体四段加热及塔顶温度;
⑶.待温度稳定后,连续加入原料;原料液由齿轮泵和转子流量计控制;
⑷.经预热器预热至设定值,然后输送至四段控温精馏塔;
⑸.控制原料进料与塔釜出料;
⑹.控制塔顶冷凝温度,气相经冷凝和液相水吸收,进入真空缓冲罐。
2.根据权利要求1所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:分离后塔底PPG400中醛值降为≤1.2ppm、水含量≤0.03%,无色无异味。
3.根据权利要求1所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:所述的方法中,原料液的PPG400中醛含量≤100ppm、水质量含量≤0.1%,有异味。
4.根据权利要求1所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:所述的方法中,控制预热器和四段控温塔节,塔体四段自上而下分别为T2、T3、T4、T5,控制预热器和四段温度分别为120.1~125.7℃、110.3~115.9℃、115.4~120.5℃、120.2~125.1℃及125.5~130.4℃,系统真空为0.005~0.01MPa。
5.根据权利要求1所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:所述的方法中,塔顶收集瓶中注入水,用于塔顶馏出气体中醛的吸收,并定期排放收集瓶中的水溶液。
6.根据权利要求1-5之一所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:原料进料与塔底流出液的质量流量比控制为1:0.99~1.00。
7.根据权利要求6所述的连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的方法,其特征在于:所述原料和精制后产品的组成见表2所示:
表2 连续减压四段控温精馏精制聚醚丙二醇的结果
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