CN112778111A - 一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工领域，公开了一种从丙烯醛水合制3‑羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法，包括：将含丙烯醛的水合液输送至丙烯醛精馏塔中部，分离所得3‑羟基丙醛溶液由丙烯醛精馏塔塔底排出，一部分经降膜蒸发器回流至丙烯醛精馏塔内，一部分收集用于后续反应；分离所得气相由丙烯醛精馏塔塔顶通入丙烯醛喷淋塔底部，通入冷冻水和阻聚剂溶液，形成的凝液由丙烯醛喷淋塔塔底排出，一部分回流至丙烯醛精馏塔塔顶，一部分回收作为水合原料配制使用；形成的不凝气由丙烯醛喷淋塔塔顶排出作为废气处理。本发明方法脱醛后丙烯醛含量低，能量消耗少，喷淋冷凝液可以直接用在后续反应的配料，丙烯醛回收率高，回收过程中产生的不凝废气少。

Description

一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯 醛的方法

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法。

背景技术

丙烯醛水合制3-羟基丙醛是1,3-丙二醇合成的第一步反应。为了提高3-羟基丙醛的选择性，使得丙烯醛的转化率较低，水合产物中未反应的丙烯醛含量高。由于丙烯醛的化学性质活泼且在水中的溶解度较低，水合反应产生的3-羟基丙醛与丙烯醛易发生副反应。因此需要及时将丙烯醛分离出来。

传统工艺一般采用真空精馏的方式回收丙烯醛，冷却介质要求温度低，用量大，塔顶冷凝器换热效率不高。此外，由于丙烯醛的高化学活泼性，在其冷凝过程中易发生自聚，造成冷凝器的换热效果降低，缩短了精馏装置的使用周期。因此传统方式分离水合产物中的丙烯醛效果不好。国外专利US3518310、US5093537、US6140543提出采用薄膜蒸发器回收水合液中的丙烯醛，水合液与热源接触时间短，丙烯醛与3-羟基丙醛的副反应较少，但降膜蒸发器的设备投资大，操作要求苛刻。国内专利CN1398843A提出采用从精馏塔底引入惰性气体的方式，降低了精馏塔釜温度，但惰性气体的加入使塔顶冷凝效率降低，尾气丙烯醛含量高，含丙烯醛废气难处理；专利CN1803750A提出采用惰性气体气提-吸收的方式，取消了再沸器加热，避免了塔釜物料的副反应，但惰性气体的使用量较大，气提塔顶气相含丙烯醛浓度低，使得吸收塔的效率较低，所需吸收剂用量大，且产生的含丙烯醛惰性气体难以重复利用，废气处理负荷大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法，本发明方法可有效降低水合液中丙烯醛的含量，分离后的溶液可满足后续加氢反应要求，该方法采用精馏-喷淋冷却的方式，设备投资少，能量利用效率高，操作简单，运行周期长，三废产生少。通过处理后得到的3-羟基丙醛溶液中丙烯醛含量在500ppm以下，丙烯醛喷淋塔底部的溶液中丙烯醛含量在4~5wt%，可用于反应液的配制，丙烯醛回收率在90w%以上。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法，包括以下步骤：将含丙烯醛的水合液输送至丙烯醛精馏塔中部，分离所得3-羟基丙醛溶液由丙烯醛精馏塔塔底排出，一部分经降膜蒸发器回流至丙烯醛精馏塔内提供热量，一部分收集用于后续加氢反应；分离所得气相（含大量丙烯醛）由丙烯醛精馏塔塔顶通入丙烯醛喷淋塔底部，冷冻水和阻聚剂溶液经混合后由丙烯醛喷淋塔塔顶通入，形成的凝液由丙烯醛喷淋塔塔底排出，一部分回流至丙烯醛精馏塔塔顶，一部分回收作为水合原料配制使用；形成的不凝气由丙烯醛喷淋塔塔顶排出作为废气处理。

本发明方法采用精馏-喷淋冷却的方式，一方面，处理后得到的3-羟基丙醛溶液中丙烯醛含量在500ppm以下，可满足后续加氢反应要求；另一方面，丙烯醛喷淋塔底部的溶液中丙烯醛含量在4~5wt%，可用于反应液的配制，丙烯醛回收率在90w%以上。

作为优选，所述含丙烯醛的水合液中丙烯醛的含量为1~10wt%。

作为优选，所述丙烯醛精馏塔和丙烯醛喷淋塔的真空度为-0.085~-0.065MPa。优选为-0.085~-0.070MPa。

作为优选，丙烯醛精馏塔塔釜采出的物料与进入降膜蒸发器的物料的质量比为1:1~5:1；优选为2:1~4:1。

作为优选，降膜蒸发器出口温度为50~80℃，优选为60~70℃。

作为优选，所述丙烯醛喷淋塔内设有高度为1~10m的喷淋塔填料；优选3~4m。

作为优选，所述阻聚剂与冷冻水混合后的浓度为50~5000ppm，包括酚类物质和/或胺类物质；所述酚类物质选自甲酚、对苯二酚、萘酚等，所述胺类物质选自邻苯二胺、对苯二胺等。

作为优选，所述冷冻水的温度为3~15℃；优选7~10℃。

作为优选，所述丙烯醛喷淋塔的进塔气液质量比在1:5~1:15；优选1:7~1:10。

作为优选，所述丙烯醛喷淋塔的塔底回流量:采出量=1:800~1:1200；以1:900~1:1000最佳。

第二方面，本发明提供了一种丙烯醛分离装置，包括：水合液罐、丙烯醛精馏塔、降膜蒸发器、3-羟基丙醛产品罐、丙烯醛回收罐、静态混合器和丙烯醛喷淋塔。

所述水合液罐与丙烯醛精馏塔中段连通，所述丙烯醛精馏塔塔底分别与3-羟基丙醛产品罐和降膜蒸发器连通，降膜蒸发器又与丙烯醛精馏塔中段连通，丙烯醛精馏塔塔顶与所述丙烯醛喷淋塔塔体连通；丙烯醛喷淋塔塔顶设有不凝气出口，丙烯醛喷淋塔塔底凝液出口分别与丙烯醛精馏塔和丙烯醛回收罐连通；丙烯醛喷淋塔塔体上部设有阻聚剂加料管，所述阻聚剂加料管上设有静态混合器。

作为优选，所述丙烯醛精馏塔包括塔体，所述塔体的顶部、侧部和底部分别设有塔顶气相出口、进料口和塔底液相出口。所述塔体以进料口为界限，分为位于上段的精馏段和位于下段的提馏段；所述精馏段内由下至上设有若干导向立体喷射塔板和若干高效导向塔板；所述提馏段内设有若干导向复合立体喷射塔板；所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板各自交错设置以形成折流通道。

该装置以进料口为界限上下分为精馏段和提馏段，精馏段上部采用高效导向塔板，精馏段下部采用导向立体喷射塔板，提馏段采用导向复合立体喷射塔板。

上述装置的工作原理为：被分离物料液（含丙烯醛和3-羟基丙醛的水合液溶液）由进料口进入塔内，混合液在提馏段塔板上与塔底上升的气相进行传质，部分未冷凝气相进入精馏段塔板上的回流液继续进行气液传质。通过精馏段和提馏段塔板上的气液传质过程，在塔顶获得轻组分丙烯醛，塔底得到重组分3-羟基丙醛的水溶液。

本发明通过对精馏装置内不同内件的选用，可解决在分离过程中丙烯醛和3-羟基丙醛的聚合问题，进而增加精馏装置的运行周期。

作为优选，所述高效导向塔板上布设有导向孔，所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在高效导向塔板上液相的流动方向一致。

在上述结构中，导向孔与导向板组合所形成的孔缝，其开口与液相的流动方向一致。在运行过程中，从下层塔板上升的气相通过导向孔和孔缝进入塔板上的液相中，在该过程中，由孔缝喷出的气相方向与液流方向存在一定的角度，利用速度的分解方法可以将气相分为水平方向和垂直方向（见图4）。其中垂直方向的气相垂直上升穿过塔板上的液层形成鼓泡来进行传质，水平方向与塔板上液相的流动方向相同可以促进液相在塔板上的流动，促进了液相梯度的降低并减少了返混的产生，防止塔板上死区的形成。

作为优选，所述高效导向塔板上靠近塔体侧壁处位置的导向孔的分布密度大于高效导向塔板中心位置。

进行上述设计的原因是：靠近塔壁处为塔板上液相流动缓慢区，此处易形成传质死区。增加导向孔布置数量有利于推动板上液相流动，防止传质死区产生。

作为优选，所述导向立体喷射塔板包括塔板和帽罩；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔和导向孔；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的侧壁上布设有筛孔，帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝和下端狭缝；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

在上述结构中，塔板上开设大孔（例如圆形或矩形），孔上设置对应形状的帽罩，帽罩上端侧面开设筛孔，帽罩顶部和底部留有狭缝，帽罩底部与塔板间留有狭缝。在靠近塔体侧壁处布置一定数量的导向孔。在运行过程中，下层塔板的气相分别通过导向孔和板上的大孔进入塔板。进入导向孔和孔缝的气相促进了液相梯度的降低并减少了返混的产生，防止塔板上死区的形成。进入板上大孔的气相将塔板上的液相从帽罩底部的下端狭缝中提升，液相在提升过程中开始破碎形成小液滴并与气相充分接触混合，上升的气液混合相一部分通过帽罩上的筛孔喷出罩外，另一部分从帽罩顶部的上端狭缝中喷出。

作为优选，所述导向复合立体喷射塔板包括塔板、帽罩和填料；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔和导向孔；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的顶部装填有所述填料，帽罩的侧壁上布设有筛孔，帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝和下端狭缝；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

导向复合立体喷射塔板与导向立体喷射塔板的区别是在帽罩上端加装填料层，从帽罩底部的下端狭缝进入帽罩中的液相在破碎成小液滴后一部分从筛孔喷出罩外，另一部分进入帽罩上端的填料层中完成气液两相的传质。

作为优选，所述导向板的截面为内弧面朝向导向孔的弧形。

弧形的设置可以有效将上升的气相方向转变为近45度斜向上方向。

作为优选，所述填料为金属开孔板波纹填料或金属开孔丝网填料。

作为优选，所述高效导向塔板的数量占总塔板数量的10~40%，优选15~30%；所述导向立体喷射塔板的数量占总塔板数量的5~35%，优选15~30%；所述导向复合立体喷射塔板的数量占总塔板数量的15~70%，优选30~60%。

进行上述分配的原因是：高效导向筛板的抗堵性能较好，但传质效率差且压降高，使用在精馏段上部丙烯醛浓度较高的区域；导向立体喷射塔的抗堵性能弱于上者但传质效率较高且压降低，用于精馏段的下部；导向复合立体喷射塔板传质效率高，压降大，但抗堵性较差，用于提馏段区域。

作为优选，所述高效导向塔板的开孔率为5~15%；所述导向立体喷射塔板的开孔率为5~20%，帽罩上筛孔孔径为3~15mm；所述导向复合立体喷射塔板的开孔率为5~20%，帽罩上筛孔孔径为3~15mm，所述填料的厚度占帽罩高度的20~40%。

在上述开孔率较为合理，若开孔率较小会增加塔板的压降，不利于塔釜温度的降低，开孔率较大塔板易产生漏液等不正常操作，降低塔板的传质效率，全塔理论板数降低。同样，孔径太小会增加塔板的压降，孔径过大会不利于气液两相的接触，降低塔板的传质效率。

作为优选，所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板的缺口边缘上下侧分别设有溢流堰和降液导向板；其中：高效导向塔板上的溢流堰高度为5~45mm，导向立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm，导向复合立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm；所述降液导向板的径向截面为与塔体侧壁平行的弧形，降液导向板呈阶梯式向下延伸靠近塔体侧壁且弧长变短。

作为优选，所述水合液罐和丙烯醛精馏塔之间的管路上设有进料泵；所述丙烯醛精馏塔塔底管路上设有塔底泵；所述丙烯醛喷淋塔塔底管路上设有出料泵；所述丙烯醛喷淋塔塔顶管路上设有真空泵。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：

（1）本发明方法分离回收能耗低，设备运行周期长，取消了丙烯醛精馏塔顶部冷凝器这一丙烯醛易聚合位置，采用的冷冻水直接与丙烯醛气相接触，冷却效率高，丙烯醛回收效果好并且尾气量少。

（2）本发明丙烯醛精馏塔底部液相丙烯醛含量低（低于500ppm），3-羟基丙醛浓度合理，达到后续加氢反应制1,3-丙二醇的要求。同时，丙烯醛喷淋塔底部的溶液中丙烯醛含量在4~5wt%，可用于反应液的配制，丙烯醛回收率在90w%以上。

（3）本发明丙烯醛精馏塔通过选用不同类型的塔板，精馏段上部采用高效导向塔板，精馏段下部采用导向立体喷射塔板，提馏段采用导向复合立体喷射塔板，该精馏塔利用了高效导向塔板抗堵性能好，压降低的特点和导向立体塔板传质性能好，处理负荷大的特点。与原工艺采用大孔筛板的精馏装置相比，该塔板效率提高100%，操作弹性提高50%以上，处理负荷提高100%。与专利CN101033180A塔板组合方式相比，装置的抗堵性能更好，塔板上的导向孔促进板上液层的均匀分布，减少液相死区的形成，而且精馏塔顶部采用高效导向筛孔塔板更易清洗。

附图说明

图1为本发明中一种丙烯醛水合液分离装置的连接示意图；

图2为本发明的一种精馏装置塔内结构示意图；

图3为本发明中的一种导向立体喷射塔板的结构示意图；

图4为本发明中的一种导向复合立体喷射塔板的结构示意图；

图5为本发明中的一种导向孔和导向板的结构示意图；

图6为本发明中的一种导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板的开孔区域示意图。

附图标记为：水合液罐1、丙烯醛精馏塔2、降膜蒸发器3、3-羟基丙醛产品罐4、丙烯醛回收罐5、静态混合器6、丙烯醛喷淋塔7、进料泵8、塔底泵9、出料泵10、真空泵11、塔体100，塔顶气相出口101、进料口102，塔底液相出口103，导向立体喷射塔板104，高效导向塔板105，导向复合立体喷射塔板106，导向孔107，导向板108，塔板109，帽罩110，大孔111，筛孔112，上端狭缝113，下端狭缝114，填料115，溢流堰116，降液导向板117。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

总实施例

一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法，包括以下步骤：将含1~10wt%丙烯醛的水合液输送至丙烯醛精馏塔中部，分离所得3-羟基丙醛溶液由丙烯醛精馏塔塔底排出，一部分经降膜蒸发器回流至丙烯醛精馏塔内提供热量，一部分收集用于后续加氢反应；分离所得气相由丙烯醛精馏塔塔顶通入丙烯醛喷淋塔底部，冷冻水和阻聚剂溶液经混合后由丙烯醛喷淋塔塔顶通入，形成的凝液由丙烯醛喷淋塔塔底排出，一部分回流至丙烯醛精馏塔塔顶，一部分回收作为水合原料配制使用；形成的不凝气由丙烯醛喷淋塔塔顶排出作为废气处理。

其中，所述丙烯醛精馏塔和丙烯醛喷淋塔的真空度为-0.085~-0.065MPa。优选为-0.085~-0.070MPa。丙烯醛精馏塔塔釜采出的物料与进入降膜蒸发器的物料的质量比为1:1~5:1；优选为2:1~4:1。降膜蒸发器出口温度为50~80℃，优选为60~70℃。

作为优选，所述丙烯醛喷淋塔内设有高度为1~10m的喷淋塔填料；优选3~4m。阻聚剂与冷冻水混合后的浓度为50~5000ppm，包括酚类物质和/或胺类物质；酚类物质选自甲酚、对苯二酚、萘酚等，胺类物质选自邻苯二胺、对苯二胺等。冷冻水的温度为3~15℃；优选7~10℃。丙烯醛喷淋塔的进塔气液质量比在1:5~1:15；优选1:7~1:10。丙烯醛喷淋塔的塔底回流量:采出量=1:800~1:1200；以1:900~1:1000最佳。

如图1所示，一种丙烯醛分离装置，包括：水合液罐1、丙烯醛精馏塔2、降膜蒸发器3、3-羟基丙醛产品罐4、丙烯醛回收罐5、静态混合器6和丙烯醛喷淋塔7。

具体地，所述水合液罐与丙烯醛精馏塔中段连通（管路上设有进料泵8），所述丙烯醛精馏塔塔底分别与3-羟基丙醛产品罐和降膜蒸发器连通（管路上设有塔底泵9），降膜蒸发器又与丙烯醛精馏塔中段连通，丙烯醛精馏塔塔顶与所述丙烯醛喷淋塔塔体连通；丙烯醛喷淋塔塔顶设有不凝气出口，塔顶管路上设有真空泵11。丙烯醛喷淋塔塔底凝液出口分别与丙烯醛精馏塔和丙烯醛回收罐连通（管路上设有出料泵10）；丙烯醛喷淋塔塔体上部设有阻聚剂加料管，所述阻聚剂加料管上设有所述静态混合器。

如图2所示，所述丙烯醛精馏塔包括塔体100，所述塔体的顶部、侧部和底部分别设有塔顶气相出口101、进料口102和塔底液相出口103。所述塔体以进料口为界限，分为位于上段的精馏段和位于下段的提馏段；所述精馏段内由下至上设有若干导向立体喷射塔板104和若干高效导向塔板105；所述提馏段内设有若干导向复合立体喷射塔板106；所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板各自交错设置以形成折流通道。

其中：

所述高效导向塔板上布设有导向孔107（开孔率为5~15%），如图5所示，所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板108，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在高效导向塔板上液相的流动方向一致。高效导向塔板上靠近塔体侧壁处位置的导向孔的分布密度大于高效导向塔板中心位置。

如图3所示，所述导向立体喷射塔板包括塔板109和帽罩110；如图6所示，所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔111和导向孔，开孔率为5~20%；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的侧壁上布设有筛孔112（孔径为3~15mm），帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝113和下端狭缝114；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

如图4所示，所述导向复合立体喷射塔板包括塔板、帽罩和填料115（金属开孔板波纹填料或金属开孔丝网填料）；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔和导向孔，开孔率为5~20%；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的顶部装填有所述填料（厚度占帽罩高度的20~40%），帽罩的侧壁上布设有筛孔（孔径为3~15mm），帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝和下端狭缝；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

在上述结构中，所述导向板的截面为内弧面朝向导向孔的弧形。高效导向塔板的数量占总塔板数量的10~40%，优选15~30%；导向立体喷射塔板的数量占总塔板数量的5~35%，优选15~30%；导向复合立体喷射塔板的数量占总塔板数量的15~70%，优选30~60%。

所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板的缺口边缘上下侧分别设有溢流堰116和降液导向板117；其中：高效导向塔板上的溢流堰高度为5~45mm，导向立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm，导向复合立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm；所述降液导向板的径向截面为与塔体侧壁平行的弧形，降液导向板呈阶梯式向下延伸靠近塔体侧壁且弧长变短。

实施例1

一种丙烯醛分离装置，其包括：水合液罐1、丙烯醛精馏塔2、降膜蒸发器3、3-羟基丙醛产品罐4、丙烯醛回收罐5、静态混合器6和丙烯醛喷淋塔7。具体地，所述水合液罐与丙烯醛精馏塔中段连通（管路上设有进料泵8），所述丙烯醛精馏塔塔底分别与3-羟基丙醛产品罐和降膜蒸发器连通（管路上设有塔底泵9），降膜蒸发器又与丙烯醛精馏塔中段连通，丙烯醛精馏塔塔顶与所述丙烯醛喷淋塔塔体连通；丙烯醛喷淋塔塔顶设有不凝气出口，塔顶管路上设有真空泵11。丙烯醛喷淋塔塔底凝液出口分别与丙烯醛精馏塔和丙烯醛回收罐连通（管路上设有出料泵10）；丙烯醛喷淋塔塔体上部设有阻聚剂加料管，所述阻聚剂加料管上设有所述静态混合器。

如图2所示，丙烯醛精馏塔包括塔体100（塔高8000 mm，塔径500 mm），所述塔体的顶部、侧部和底部分别设有塔顶气相出口101、进料口102和塔底液相出口103。所述塔体以进料口为界限，分为位于上段的精馏段和位于下段的提馏段；所述精馏段内由下至上设有8块导向立体喷射塔板104和2块高效导向塔板105；所述提馏段内设有4块导向复合立体喷射塔板106；所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板各自交错设置以形成折流通道。

其中：

所述高效导向塔板上布设有导向孔107（孔径大小为10*20mm 矩形开孔，导向孔开孔率为2%），如图5所示，所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板108，凸起高度为3mm，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在高效导向塔板上液相的流动方向一致。高效导向塔板上靠近塔体侧壁处位置的导向孔的分布密度大于高效导向塔板中心位置。

如图3所示，所述导向立体喷射塔板包括塔板109和帽罩110；如图6所示，所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔111（孔径大小为60*180mm矩形）和导向孔1（孔径大小为10*20mm 矩形开孔），总开孔率为15%；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的侧壁上布设有筛孔112（孔径为6 mm），帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝113和下端狭缝114；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

如图4所示，所述导向复合立体喷射塔板包括塔板、帽罩和填料115（金属开孔板波纹填料）；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔和导向孔，开孔率为15%；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的顶部装填有所述填料（厚度占帽罩总高度的30%），帽罩的侧壁上布设有筛孔（孔径为6mm），帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝和下端狭缝；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板的缺口边缘上下侧分别设有溢流堰116和降液导向板117；其中：高效导向塔板上的溢流堰高度为15mm，导向立体喷射塔板上的溢流堰高度为15mm，导向复合立体喷射塔板上的溢流堰高度为15mm；所述降液导向板的径向截面为与塔体侧壁平行的弧形，降液导向板呈阶梯式向下延伸靠近塔体侧壁且弧长变短。

将含丙烯醛6.5%（质量）的水合液从水合液罐经进料泵打入到丙烯醛精馏塔中部，真空度为-0.080~-0.075MPa，经过脱丙烯醛处理后，塔底丙烯醛降低为500ppm以下，该溶液经丙烯醛精馏塔塔底泵部分打入3-羟基丙醛产品罐进入后续反应，部分进入降膜蒸发器，二者比例为2:1~3:1（质量），蒸发器出口温度为57~65℃；塔顶气相进入丙烯醛喷淋塔底部，塔内喷淋塔填料高度为3m，塔顶采用6~8℃的冷冻水，阻聚剂对苯二酚含量为1000ppm，喷淋水与丙烯醛精馏塔进料量比为1:1，喷淋冷凝液中丙烯醛含量为5.7%（质量），经出料泵部分去丙烯醛回收罐做丙烯醛配料，部分作为回流进入丙烯醛精馏塔顶。二者比例为1000:1，丙烯醛喷淋塔顶少量不凝气通过真空泵去后续处理，丙烯醛的回收率为92%。

实施例2

本实施例与实施例1区别是：将含丙烯醛4.5%（质量）的水合液从水合液罐经进料泵打入到丙烯醛精馏塔中部，真空度为-0.080~-0.075MPa，经过脱丙烯醛处理后，塔底丙烯醛降低为500ppm以下，该溶液经丙烯醛精馏塔塔底泵部分打入3-羟基丙醛产品罐进入后续反应，部分进入降膜蒸发器，二者比例为2:1~3:1（质量），蒸发器出口温度为57~65℃；塔顶气相进入丙烯醛喷淋塔底部，塔内喷淋塔填料高度为3m，塔顶采用6~8℃的冷冻水，阻聚剂含量为1000ppm，喷淋水与丙烯醛精馏塔进料量比为1:1.3，喷淋冷凝液中丙烯醛含量为5.7%（质量），经出料泵部分去丙烯醛回收罐做丙烯醛配料，部分作为回流进入丙烯醛精馏塔顶。二者比例为1000:1，丙烯醛喷淋塔顶少量不凝气通过真空泵去后续处理，丙烯醛回收率为95%。

实施例3

本实施例与实施例1区别是：将含丙烯醛3.5%（质量）的水合液从水合液罐经进料泵打入到丙烯醛精馏塔中部，真空度为-0.080~-0.075MPa，经过脱丙烯醛处理后，塔底丙烯醛降低为500ppm以下，该溶液经丙烯醛精馏塔塔底泵部分打入3-羟基丙醛产品罐进入后续反应，部分进入降膜蒸发器，二者比例为2:1~3:1（质量），蒸发器出口温度为57~65℃；塔顶气相进入丙烯醛喷淋塔底部，塔内喷淋塔填料高度为3m，塔顶采用6~8℃的冷冻水，阻聚剂含量为1000ppm，喷淋水与丙烯醛精馏塔进料量比为1:1.5，喷淋冷凝液中丙烯醛含量为5.7%（质量），经出料泵部分去丙烯醛回收罐做丙烯醛配料，部分作为回流进入丙烯醛精馏塔顶。二者比例为1000:1，丙烯醛喷淋塔顶少量不凝气通过真空泵去后续处理，丙烯醛回收率为96%。

实施例4

本实施例与实施例1区别是：采用12~15℃的冷冻水，将含丙烯醛6.5%（质量）的水合液从水合液罐经进料泵打入到丙烯醛精馏塔中部，真空度为-0.080~-0.075MPa，经过脱丙烯醛处理后，塔底丙烯醛降低为500ppm以下，该溶液经丙烯醛精馏塔塔底泵部分打入3-羟基丙醛产品罐进入后续反应，部分进入降膜蒸发器，二者比例为2:1~3:1（质量），蒸发器出口温度为57~65℃；塔顶气相进入丙烯醛喷淋塔底部，塔内喷淋塔填料高度为3m，塔顶采冷冻水的阻聚剂含量为1000ppm，喷淋水与丙烯醛精馏塔进料量比为1.2:1，喷淋冷凝液中丙烯醛含量为5.7%（质量），经出料泵部分去丙烯醛回收罐做丙烯醛配料，部分作为回流进入丙烯醛精馏塔顶。二者比例为1000:1，丙烯醛喷淋塔顶少量不凝气通过真空泵去后续处理，丙烯醛的回收率为90%。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种从丙烯醛水合制3-羟基丙醛的水合产物中分离回收丙烯醛的方法，其特征在于包括以下步骤：将含丙烯醛的水合液输送至丙烯醛精馏塔中部，分离所得3-羟基丙醛溶液由丙烯醛精馏塔塔底排出，一部分经降膜蒸发器回流至丙烯醛精馏塔内提供热量，一部分收集用于后续加氢反应；分离所得气相由丙烯醛精馏塔塔顶通入丙烯醛喷淋塔底部，冷冻水和阻聚剂溶液经混合后由丙烯醛喷淋塔塔顶通入，形成的凝液由丙烯醛喷淋塔塔底排出，一部分回流至丙烯醛精馏塔塔顶，一部分回收作为水合原料配制使用；形成的不凝气由丙烯醛喷淋塔塔顶排出作为废气处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含丙烯醛的水合液中丙烯醛的含量为1~10wt%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述丙烯醛精馏塔和丙烯醛喷淋塔的真空度为-0.085~-0.065MPa。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

丙烯醛精馏塔塔釜采出的物料与进入降膜蒸发器的物料的质量比为1:1~5:1；

降膜蒸发器出口温度为50~80℃，优选为60~70℃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述丙烯醛喷淋塔内设有高度为1~10m的喷淋塔填料；

所述阻聚剂与冷冻水混合后的浓度为50~5000ppm，包括酚类物质和/或胺类物质；

所述冷冻水的温度为3~15℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述丙烯醛喷淋塔的进塔气液质量比在1:5~1:15；

所述丙烯醛喷淋塔的塔底回流量:采出量=1:800~1:1200。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过丙烯醛分离装置实现，所述丙烯醛分离装置包括：水合液罐（1）、丙烯醛精馏塔（2）、降膜蒸发器（3）、3-羟基丙醛产品罐（4）、丙烯醛回收罐（5）、静态混合器（6）和丙烯醛喷淋塔（7）；

所述水合液罐与丙烯醛精馏塔中段连通，所述丙烯醛精馏塔塔底分别与3-羟基丙醛产品罐和降膜蒸发器连通，降膜蒸发器又与丙烯醛精馏塔中段连通，丙烯醛精馏塔塔顶与所述丙烯醛喷淋塔塔体连通；丙烯醛喷淋塔塔顶设有不凝气出口，丙烯醛喷淋塔塔底凝液出口分别与丙烯醛精馏塔和丙烯醛回收罐连通；丙烯醛喷淋塔塔体上部设有阻聚剂加料管，所述阻聚剂加料管上设有所述静态混合器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述丙烯醛精馏塔包括塔体（100），所述塔体的顶部、侧部和底部分别设有塔顶气相出口（101）、进料口（102）和塔底液相出口（103），所述塔体以进料口为界限，分为位于上段的精馏段和位于下段的提馏段；所述精馏段内由下至上设有若干导向立体喷射塔板（104）和若干高效导向塔板（105）；所述提馏段内设有若干导向复合立体喷射塔板（106）；所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板各自交错设置以形成折流通道；

所述高效导向塔板上布设有导向孔（107），所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板（108），所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在高效导向塔板上液相的流动方向一致；

所述导向立体喷射塔板包括塔板（109）和帽罩（110）；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔（111）和导向孔；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的侧壁上布设有筛孔（112），帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝（113）和下端狭缝（114）；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致；

所述导向复合立体喷射塔板包括塔板、帽罩和填料（115）；所述塔板的中心区域和靠近塔体侧壁处位置分别设有大孔和导向孔；每一个所述大孔上罩设有所述帽罩，所述帽罩的顶部装填有所述填料，帽罩的侧壁上布设有筛孔，帽罩的侧壁顶部和底部周向上分别设有上端狭缝和下端狭缝；所述导向孔的边缘处设有向上凸起的导向板，所述导向孔与导向板形成的孔缝开口与其所在塔板上液相的流动方向一致。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述高效导向塔板上靠近塔体侧壁处位置的导向孔的分布密度大于高效导向塔板中心位置；

所述导向板的截面为内弧面朝向导向孔的弧形；

所述填料为金属开孔板波纹填料或金属开孔丝网填料；

所述高效导向塔板的数量占总塔板数量的10~40%；

所述导向立体喷射塔板的数量占总塔板数量的5~35%；

所述导向复合立体喷射塔板的数量占总塔板数量的15~70%；

所述高效导向塔板的开孔率为5~15%；

所述导向立体喷射塔板的开孔率为5~20%，帽罩上筛孔孔径为3~15mm；

所述导向复合立体喷射塔板的开孔率为5~20%，帽罩上筛孔孔径为3~15mm，所述填料的厚度占帽罩高度的20~40%。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述高效导向塔板、导向立体喷射塔板和导向复合立体喷射塔板的缺口边缘上下侧分别设有溢流堰（116）和降液导向板（117）；其中：高效导向塔板上的溢流堰高度为5~45mm，导向立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm，导向复合立体喷射塔板上的溢流堰高度为10~50mm；所述降液导向板的径向截面为与塔体侧壁平行的弧形，降液导向板呈阶梯式向下延伸靠近塔体侧壁且弧长变短。

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