CN1803750A - 一种丙烯醛的分离和回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种丙烯醛水合反应制备3－羟基丙醛过程中未反应的丙烯醛从反应产物中分离和回收的方法。采用气提－吸收的方法，通过在脱醛塔底部通入气体将丙烯醛从反应产物中气提出来，然后在吸收塔中用水进行吸收，从而实现丙烯醛的分离和回收。本发明提供的方法分离效果好，丙烯醛残余量低，丙烯醛回收率高，吸收液可直接用于丙烯醛水合反应中原料的配制。

Description

一种丙烯醛的分离和回收方法

技术领域

本发明涉及一种从丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的反应产物体系中分离和回收未反应的丙烯醛的方法。

背景技术

丙烯醛水合反应是在酸催化作用下进行的，由于丙烯醛和生成的产物3-羟基丙醛都是比较活泼的物质，在反应进行完全的情况下，势必会导致丙烯醛水合液中的副产物增多，选择性降低。同时，由于丙烯醛的沸点比较低，容易与产物和水分离进行循环使用，所以在丙烯醛水合反应过程中一般控制丙烯醛的转化率在50％左右，以能够得到较高的产物选择性。但是水合反应过程中未反应的丙烯醛如果不加以分离和回收，则会使后续加氢催化剂的活性迅速下降，影响加氢催化剂的使用寿命，并且增加丙烯醛原料的消耗定额。一般丙烯醛分离回收基本采用传统的闪蒸和精馏等方法，但由于丙烯醛与3-羟基丙醛的化学性质都比较活泼，在加热的状态下，随着丙烯醛的分离，3-羟基丙醛容易发生自身或与丙烯醛的缩合反应，致使3-羟基丙醛水溶液中的3-羟基丙醛含量下降，一方面降低了终产品1，3-丙二醇的收率，另一方面产生的缩聚物容易导致加氢催化剂中毒。另外，由于丙烯醛的沸点比较低，丙烯醛回收需要的能量比较大。因此，通常的方法不适用于丙烯醛水合液中未反应丙烯醛的分离和回收。在美国专利US3518310、US5015789、US5093537、US6140543中都提到了采用薄膜蒸发器来分离丙烯醛水合液中的丙烯醛，以尽量缩短水合液与热源的接触时间，从而避免了丙烯醛的聚合和副反应的发生，虽然丙烯醛的回收率有所提高，但所需的薄膜蒸发器设备投资及冷凝器的操作费用比较大，并且操作也比较困难。在中国专利CN1176057提到了采用减压精馏冷凝，并在脱醛过程中引入惰性气体的方法来分离和回收丙烯醛，虽然此方法可以有效地降低精馏塔的操作温度，减少副产物的生成，但是在丙烯醛冷凝回收过程中，容易引起丙烯醛的聚合和回收困难，从而导致操作困难和丙烯醛回收率的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更有效的丙烯醛分离和回收方法，即采用设备投资少和操作方便的气提-吸收法。通过气提可使丙烯醛水合液中的丙烯醛质量含量降低到0.5％以下，而3-羟基丙醛的含量不降低，避免了物料发生化学变化；同时，通过用水对含丙烯醛的气提气体进行喷淋吸收，丙烯醛回收率超过92％(质量)以上。

本发明是通过以下技术方案实现的：

将含有1～15％(质量)丙烯醛的3-羟基丙醛水溶液由塔顶进入脱醛塔，脱醛塔塔板数为3～18块，优选8～15块；从脱醛塔的底部通入气提气体，气提气为空气或氮气，气液比为100～500∶1，优选150～350∶1；脱醛塔塔釜温度控制为40～75℃，优选为50～65℃，脱醛塔常压操作。含丙烯醛1～15％(质量)的3-羟基丙醛水溶液中加入阻聚剂，阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、愈创木酚、吩噻嗪、2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基或亚磷酸三(2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯中的一种或它们的复配物，阻聚剂的加入量为100～10000ppm。经脱醛后的3-羟基丙醛水溶液连续排出进入脱醛液贮罐，用作3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的原料。从脱醛塔气提出的含丙烯醛气体进入丙烯醛吸收塔的底部，吸收塔的塔板数为5～20块，优选10～15块；吸收塔的塔顶喷入0～20℃的吸收水，优选为5～15℃；吸收水与脱醛塔进料比为0.5～5.0∶1，优选为1.5～2.5∶1。吸收液连续排出进入丙烯醛吸收液贮罐，用作水合反应的原料。脱醛塔塔底得到丙烯醛含量小于0.5质量％的3-羟基丙醛水溶液符合加氢制备1，3-丙二醇反应要求的原料，丙烯醛吸收塔得到丙烯醛含量大于2.5～4.5％(质量)的吸收液，进入接收罐，作为配制丙烯醛水合反应的原料；丙烯醛的回收率达到了92％(质量)以上。

本发明涉及的丙烯醛分离回收方法易于实现，而且操作简单，能耗低。针对丙烯醛和3-羟基丙醛化学性质活泼、不稳定的特点，采用气提回收的方法，降低了脱醛塔的操作温度，而且使得丙烯醛水合液中的丙烯醛的含量从原来的1～15质量％降到了0.5质量％以下，达到了加氢反应的要求，同时使得丙烯醛的回收率达到了92％(质量)以上，降低了原料消耗定额，延长了加氢催化剂的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的丙烯醛分离回收方法的工艺流程图。

图中标号表示：1-进料泵，2-脱醛塔，3-吸收塔，4-丙烯醛吸收液贮罐，5-脱醛液贮罐。

具体实施方式：

下面将以具体的实施例来加以说明，但本发明内容不局限于这些

实施例。

实施例1：

本实施例是先将含有4.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液用进料泵[1]连续打入脱醛塔[2]的顶部，脱醛塔[2]塔釜预热至52℃，并在脱醛塔[2]塔釜通入经计量后的惰性气体，气液比为150～180∶1，脱醛塔的塔板数为8～12块，常压操作，脱醛后的3-羟基丙醛水溶液的丙烯醛含量从原来的4.5质量％下降到了0.3质量％，进入到脱醛液贮罐[5]，作为3-羟基丙醛加氢的原料。经气提出的丙烯醛随惰性气体从脱醛塔[2]塔顶进入丙烯醛吸收塔[3]的塔釜，吸收塔[3]塔顶喷入经计量冷却至5℃的吸收水，吸收水与脱醛塔进料的比为1.2∶1，吸收塔的塔板数为6～10块，吸收液中的丙烯醛含量为3.8质量％，丙烯醛回收率为94％，吸收液进入丙烯醛吸收液贮罐[4]，作为丙烯醛水合反应的配料。

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是，将含有5.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液用进料泵[1]连续打入脱醛塔[2]的顶部，脱醛塔[2]塔釜预热至56℃，脱醛塔[2]的塔板数为10～14块，塔釜通入的惰性气体与进料的气液比为200～220∶1，常压操作，脱醛后的3-羟基丙醛水溶液的丙烯醛含量从原来的5.5质量％下降到了0.5质量％，进入到脱醛液贮罐[5]，作为3-羟基丙醛加氢的原料。经气提出的丙烯醛随惰性气体从脱醛塔[2]塔顶进入丙烯醛吸收塔[3]的塔釜，吸收塔[3]塔顶喷入经计量冷却至5℃的吸收水，吸收水与脱醛塔进料的比为1.5∶1，吸收塔[3]的塔板数为6～10块，吸收液中的丙烯醛含量为3.5质量％，丙烯醛回收率为92％，吸收液进入丙烯醛吸收液贮罐[4]，作为丙烯醛水合反应的配料。

比较实施例1：

将含有4.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液预热至55～60℃，进入一精馏塔中部，空塔液速为0.6m/h，精馏塔的塔板数为15～20块，精馏塔的真空度为-0.090～0.092Mpa，精馏塔塔底通入惰性气体，气液体积比为15～20∶1，分离后，水合液中的丙烯醛含量从4.5质量％降至0.9质量％，分离后的丙烯醛经冷凝后得以回收。回收率为88％。

比较实施例2：

将含有5.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液预热至60～65℃，进入精馏塔中部，空塔液速为0.6m/h，精馏塔的塔板数为15～20块，精馏塔的真空度为-0.090～0.092Mpa，精馏塔塔底通入惰性气体，气液体积比为20～25∶1，分离后，水合液中的丙烯醛含量从5.5质量％降至0.7质量％，分离后的丙烯醛经冷凝后得以回收。回收率为86％。

Claims (5)

1、一种丙烯醛的分离和回收方法，其特征在于含有1～15质量％，丙烯醛的3-羟基丙醛水溶液由顶部进入脱醛塔，在脱醛塔底部通入气体气提出溶液中的丙烯醛，脱醛塔的塔板数为3～18块，脱醛塔塔釜温度为40～75℃，气提气体与3-羟基丙醛水溶液的气液体积比为100～500∶1；含丙烯醛的气提气进入丙烯醛的吸收塔底部，被塔顶通入的吸收水喷淋吸收，吸收水的温度为0～20℃，吸收塔的塔板数为5～20块，吸收水用量与脱醛塔进料量之体积比为0.5～5∶1，得到的含有丙烯醛的吸收液进入接收罐。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱醛塔的气提气为空气或氮气，常压操作，脱醛塔的塔板数为8～15块，脱醛塔的操作温度为50～65℃，气提气与3一羟基丙醛水溶液的气液体积比为150～350∶1。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：经脱醛塔气提后的含丙烯醛的气体进入丙烯醛的吸收塔底部，吸收塔的塔板数为10～15块，吸收水温度为5～15℃，吸收水用量与脱醛塔进料量之体积比为1.5～2.5∶1，常压操作。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：含丙烯醛1～15质量％的3-羟基丙醛水溶液中加入阻聚剂，阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、愈创木酚、吩噻嗪、2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基或亚磷酸三(2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯中的一种或它们的复配物，阻聚剂的加入量为100～10000ppm。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：由脱醛塔塔釜得到的丙烯醛质量含量小于0.5％的3-羟基丙醛水溶液，经冷却后进入脱醛液接收罐，作为3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的原料；由吸收塔得到的含有2.5～4.5质量％丙烯醛的水溶液进入丙烯醛吸收液接收罐，作为配制丙烯醛水合反应的原料。