一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺的制作方法

本发明涉及一种2-丙基咪唑制备工艺，属于化工领域。

背景技术：

利用乙二醇在催化剂条件下制备乙二醛是当前制备乙二醛的主要工艺手段，但在实际生产制备中发现，当前在进行实际生产中，用于生产制备用的原料与催化剂等辅助物料间均不同程度存在原料加热处理于催化剂加热预处理作业间衔接效率低下的弊端，同时也存在所使用的催化剂往往均为直接购买的成熟产品，然后经过二次化学反应、加热等工艺处理后方可与乙二醇原料进行混合反应制备乙二醛，从而一方面造成了催化剂处理作业难度剂能耗相对较大，另一方面也极易导致催化剂因二次加工处理活性不足或效率低下而造成乙二醛生产效率低下的弊端，除此之外，还导致当前的生产工艺中，催化剂随生产环节流失严重，催化剂回收利用率相对低下，进一步增加了乙二醛生产成本并易造成制备的乙二醛内因包换催化剂而影响产品质量。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的一种乙二醛制备工艺，以满足生产和使用的需要。

技术实现要素：

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺，其特征在于：所述的基于乙二醇催化制备乙二醛的制备工艺包括以下步骤：

s1，原料预制，首先将乙二醇加热至200—300℃，得到乙二醇蒸汽并保温储存在密闭存储罐中，且保存中的乙二醇蒸汽压力为1.5—5个标准大气压；将去离子水加热并得到温度为150—300℃水蒸气，并保存在密闭存储罐中备用；然后将氧气与氮气的混合气加热至150—300℃，并在1.5—6个标准大气压环境下恒温恒压保存备用；

s2，配置催化剂，在进行s1步骤作业的同时，将纳米银以流速为1.5—5米/秒，温度为200—600℃的氮气气流输送至烘焙炉内，并持续气流搅拌并加热10—30分钟，然后停止氮气气流，并将s1步骤制备的水蒸气输送至烘焙炉内，并通过水蒸气对烘焙炉内的纳米银持续进行热交换及气流搅拌10—15分钟，然后在保持搅拌状态不变条件下，随炉冷却至110℃—200℃备用；在向烘焙炉内通入s1步骤制备的水蒸气时，将硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水一同添加至反应釜内，并在3—10分钟将混合液加热至40℃—80℃，并保温搅拌3—15分钟，然后将焙烧炉内的纳米银在水蒸气驱动下从反应釜的底部输送至反应釜内并于反应釜内的混合液混合反应10—30分钟，最后对反应釜内混合物进行过滤并对过滤得到的滤渣以流速为1.5—5米/秒，温度为200—600℃的氮气气流在烘焙炉中搅拌并烘干，得到复合固体催化剂，并对固体催化剂自然沉积在烘焙炉内的沉积床上；

s3，合成反应，在保持s2步骤中对固体催化剂保持氮气搅拌状态不变，将s1步骤中乙二醇蒸汽、水蒸气及混合气进行混合1—5分钟后，将混合蒸汽输送至烘焙炉内并驱动沉积状态的固体催化剂一同输送至预加热温度至400—800℃的反应釜内，并使反应釜内压力恒定在3—10个标准大气压的环境下混合反应5—20分钟，然后将反应釜内混合气输送至吸收塔内经过吸收塔系统吸收得到粗制乙二醛，并对粗制乙二醛自然冷却至10—35℃备用；

s4，过滤脱色，将s3步骤得到的乙二醛溶液如送至负压过滤设备中，并使乙二醇在1.5—5kg/cm²的压力下进行负压过滤，并对滤液收集并输送至脱色塔中进行脱色处理，即可得到成品乙二醇；同时将过滤得到的滤渣返回至s2步骤中，并与s2步骤过滤后得到的滤渣一同输送至焙烧炉内进行焙烧回收利用。

进一步的，所述的s1步骤氧气与氮气混合比例未1：0.5—3。

进一步的，所述的s2步骤中纳米银与水蒸气在焙烧炉内混合比例为1：5—12。

进一步的，硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水的重量百分比为：硝酸银溶液10%—15%、硝酸铜溶液25%—30%，余量为氨水。

进一步的，硝酸银溶液浓度为10%—50%，硝酸铜溶液浓度为15%—60%，氨水浓度为5%—15%。

进一步的，所述的s2步骤在焙烧炉进行焙烧作业及s3步骤反应釜内进行混合反应时，均对焙烧炉和反应釜内物料进行远红外辐照加热及超声波振荡作业，且震荡频率为0.5至1.5mhz。

进一步的，所述的s3步骤中，吸收塔系统吸收进行吸收作业时，对混合气吸收用吸收塔系统中包括3—5个串联的吸收塔，且各吸收塔中相邻两个吸收塔间工作温度差为10℃—50℃，并沿混合气输送方向依次递减。

进一步的，所述的s1步骤于s3步骤之间的时间间隔不大于10小时。

本发明与现有技术相比，具有通用性好，操作简便的优势，一方面可有效的可极大的提高乙二醇等原料与催化剂预处理和混合反应控制的精度和效率，提高物料混合预处理与混合加工环节衔接的可靠性和稳定性，另一方面可有效提高催化剂的催化活性，并极大的提高了催化剂综合回收利用率，在防止催化剂流失的同时，另有效的杜绝了因催化剂流失而造成的乙二醛产品受到污染机品质下降的情况发生。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺，其特征在于：所述的基于乙二醇催化制备乙二醛的制备工艺包括以下步骤：

s1，原料预制，首先将乙二醇加热至200℃，得到乙二醇蒸汽并保温储存在密闭存储罐中，且保存中的乙二醇蒸汽压力为1.5个标准大气压；将去离子水加热并得到温度为150℃水蒸气，并保存在密闭存储罐中备用；然后将氧气与氮气的混合气加热至150℃，并在1.5个标准大气压环境下恒温恒压保存备用；

s2，配置催化剂，在进行s1步骤作业的同时，将纳米银以流速为1.5米/秒，温度为200℃的氮气气流输送至烘焙炉内，并持续气流搅拌并加热1分钟，然后停止氮气气流，并将s1步骤制备的水蒸气输送至烘焙炉内，并通过水蒸气对烘焙炉内的纳米银持续进行热交换及气流搅拌10分钟，然后在保持搅拌状态不变条件下，随炉冷却至110℃备用；在向烘焙炉内通入s1步骤制备的水蒸气时，将硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水一同添加至反应釜内，并在3分钟将混合液加热至40℃，并保温搅拌3分钟，然后将焙烧炉内的纳米银在水蒸气驱动下从反应釜的底部输送至反应釜内并于反应釜内的混合液混合反应10分钟，最后对反应釜内混合物进行过滤并对过滤得到的滤渣以流速为1.5米/秒，温度为200℃的氮气气流在烘焙炉中搅拌并烘干，得到复合固体催化剂，并对固体催化剂自然沉积在烘焙炉内的沉积床上；

s3，合成反应，在保持s2步骤中对固体催化剂保持氮气搅拌状态不变，将s1步骤中乙二醇蒸汽、水蒸气及混合气进行混合1—5分钟后，将混合蒸汽输送至烘焙炉内并驱动沉积状态的固体催化剂一同输送至预加热温度至400℃的反应釜内，并使反应釜内压力恒定在3个标准大气压的环境下混合反应5分钟，然后将反应釜内混合气输送至吸收塔内经过吸收塔系统吸收得到粗制乙二醛，并对粗制乙二醛自然冷却至10℃备用；

s4，过滤脱色，将s3步骤得到的乙二醛溶液如送至负压过滤设备中，并使乙二醇在1.5kg/cm²的压力下进行负压过滤，并对滤液收集并输送至脱色塔中进行脱色处理，即可得到成品乙二醇；同时将过滤得到的滤渣返回至s2步骤中，并与s2步骤过滤后得到的滤渣一同输送至焙烧炉内进行焙烧回收利用。

其中，所述的s1步骤氧气与氮气混合比例未1：0.5，所述的s2步骤中纳米银与水蒸气在焙烧炉内混合比例为1：5。

此外，硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水的重量百分比为：硝酸银溶液10%、硝酸铜溶液25%，余量为氨水。且硝酸银溶液浓度为10%，硝酸铜溶液浓度为15%，氨水浓度为5%。

同时，所述的s2步骤在焙烧炉进行焙烧作业及s3步骤反应釜内进行混合反应时，均对焙烧炉和反应釜内物料进行远红外辐照加热及超声波振荡作业，且震荡频率为0.5mhz。

进一步优化的，所述的s3步骤中，吸收塔系统吸收进行吸收作业时，对混合气吸收用吸收塔系统中包括3—5个串联的吸收塔，且各吸收塔中相邻两个吸收塔间工作温度差为10℃—50℃，并沿混合气输送方向依次递减。

进一步优化的，所述的s1步骤于s3步骤之间的时间间隔为5小时。

实施例2

如图1所示，一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺，包括以下步骤：

s1，原料预制，首先将乙二醇加热至300℃，得到乙二醇蒸汽并保温储存在密闭存储罐中，且保存中的乙二醇蒸汽压力为5个标准大气压；将去离子水加热并得到温度为300℃水蒸气，并保存在密闭存储罐中备用；然后将氧气与氮气的混合气加热至300℃，并在6个标准大气压环境下恒温恒压保存备用；

s2，配置催化剂，在进行s1步骤作业的同时，将纳米银以流速为5米/秒，温度为600℃的氮气气流输送至烘焙炉内，并持续气流搅拌并加热30分钟，然后停止氮气气流，并将s1步骤制备的水蒸气输送至烘焙炉内，并通过水蒸气对烘焙炉内的纳米银持续进行热交换及气流搅拌15分钟，然后在保持搅拌状态不变条件下，随炉冷却至200℃备用；在向烘焙炉内通入s1步骤制备的水蒸气时，将硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水一同添加至反应釜内，并在3—10分钟将混合液加热至80℃，并保温搅拌15分钟，然后将焙烧炉内的纳米银在水蒸气驱动下从反应釜的底部输送至反应釜内并于反应釜内的混合液混合反应30分钟，最后对反应釜内混合物进行过滤并对过滤得到的滤渣以流速为5米/秒，温度为600℃的氮气气流在烘焙炉中搅拌并烘干，得到复合固体催化剂，并对固体催化剂自然沉积在烘焙炉内的沉积床上；

s3，合成反应，在保持s2步骤中对固体催化剂保持氮气搅拌状态不变，将s1步骤中乙二醇蒸汽、水蒸气及混合气进行混合5分钟后，将混合蒸汽输送至烘焙炉内并驱动沉积状态的固体催化剂一同输送至预加热温度至800℃的反应釜内，并使反应釜内压力恒定在10个标准大气压的环境下混合反应20分钟，然后将反应釜内混合气输送至吸收塔内经过吸收塔系统吸收得到粗制乙二醛，并对粗制乙二醛自然冷却至35℃备用；

s4，过滤脱色，将s3步骤得到的乙二醛溶液如送至负压过滤设备中，并使乙二醇在5kg/cm²的压力下进行负压过滤，并对滤液收集并输送至脱色塔中进行脱色处理，即可得到成品乙二醇；同时将过滤得到的滤渣返回至s2步骤中，并与s2步骤过滤后得到的滤渣一同输送至焙烧炉内进行焙烧回收利用。

其中，所述的s1步骤氧气与氮气混合比例未1：3，所述的s2步骤中纳米银与水蒸气在焙烧炉内混合比例为1：12。

进一步优化，硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水的重量百分比为：硝酸银溶液15%、硝酸铜溶液30%，余量为氨水，且硝酸银溶液浓度为50%，硝酸铜溶液浓度为60%，氨水浓度为15%。

此外，所述的s2步骤在焙烧炉进行焙烧作业及s3步骤反应釜内进行混合反应时，均对焙烧炉和反应釜内物料进行远红外辐照加热及超声波振荡作业，且震荡频率为1.5mhz。

同时，所述的s3步骤中，吸收塔系统吸收进行吸收作业时，对混合气吸收用吸收塔系统中包括5个串联的吸收塔，且各吸收塔中相邻两个吸收塔间工作温度差为50℃，并沿混合气输送方向依次递减。

需要注意的，所述的s1步骤于s3步骤之间的时间间隔为8小时。

实施例3

如图1所示，一种基于乙二醇催化氧化制备乙二醛的制备工艺，其特征在于：所述的基于乙二醇催化制备乙二醛的制备工艺包括以下步骤：

s1，原料预制，首先将乙二醇加热至150℃，得到乙二醇蒸汽并保温储存在密闭存储罐中，且保存中的乙二醇蒸汽压力为3个标准大气压；将去离子水加热并得到温度为260℃水蒸气，并保存在密闭存储罐中备用；然后将氧气与氮气的混合气加热至240℃，并在3个标准大气压环境下恒温恒压保存备用；

s2，配置催化剂，在进行s1步骤作业的同时，将纳米银以流速为4米/秒，温度为300℃的氮气气流输送至烘焙炉内，并持续气流搅拌并加热25分钟，然后停止氮气气流，并将s1步骤制备的水蒸气输送至烘焙炉内，并通过水蒸气对烘焙炉内的纳米银持续进行热交换及气流搅拌12分钟，然后在保持搅拌状态不变条件下，随炉冷却至180℃备用；在向烘焙炉内通入s1步骤制备的水蒸气时，将硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水一同添加至反应釜内，并在8分钟将混合液加热至50℃，并保温搅拌10分钟，然后将焙烧炉内的纳米银在水蒸气驱动下从反应釜的底部输送至反应釜内并于反应釜内的混合液混合反应20分钟，最后对反应釜内混合物进行过滤并对过滤得到的滤渣以流速为3米/秒，温度为400℃的氮气气流在烘焙炉中搅拌并烘干，得到复合固体催化剂，并对固体催化剂自然沉积在烘焙炉内的沉积床上；

s3，合成反应，在保持s2步骤中对固体催化剂保持氮气搅拌状态不变，将s1步骤中乙二醇蒸汽、水蒸气及混合气进行混合3分钟后，将混合蒸汽输送至烘焙炉内并驱动沉积状态的固体催化剂一同输送至预加热温度至600℃的反应釜内，并使反应釜内压力恒定在8个标准大气压的环境下混合反应10分钟，然后将反应釜内混合气输送至吸收塔内经过吸收塔系统吸收得到粗制乙二醛，并对粗制乙二醛自然冷却至25℃备用；

s4，过滤脱色，将s3步骤得到的乙二醛溶液如送至负压过滤设备中，并使乙二醇在4kg/cm²的压力下进行负压过滤，并对滤液收集并输送至脱色塔中进行脱色处理，即可得到成品乙二醇；同时将过滤得到的滤渣返回至s2步骤中，并与s2步骤过滤后得到的滤渣一同输送至焙烧炉内进行焙烧回收利用。

同时，所述的s1步骤氧气与氮气混合比例未1：1.5，所述的s2步骤中纳米银与水蒸气在焙烧炉内混合比例为1：8。

重点说明的，硝酸银溶液、硝酸铜溶液及氨水的重量百分比为：硝酸银溶液11%、硝酸铜溶液18%，余量为氨水，其中硝酸银溶液浓度为40%，硝酸铜溶液浓度为30%，氨水浓度为7%。

此外，所述的s2步骤在焙烧炉进行焙烧作业及s3步骤反应釜内进行混合反应时，均对焙烧炉和反应釜内物料进行远红外辐照加热及超声波振荡作业，且震荡频率为0.8mhz。

同时，所述的s3步骤中，吸收塔系统吸收进行吸收作业时，对混合气吸收用吸收塔系统中包括4个串联的吸收塔，且各吸收塔中相邻两个吸收塔间工作温度差为30℃，并沿混合气输送方向依次递减。

进一步优化的，所述的s1步骤于s3步骤之间的时间间为2小时。

本发明与现有技术相比，具有通用性好，操作简便的优势，一方面可有效的可极大的提高乙二醇等原料与催化剂预处理和混合反应控制的精度和效率，提高物料混合预处理与混合加工环节衔接的可靠性和稳定性，另一方面可有效提高催化剂的催化活性，并极大的提高了催化剂综合回收利用率，在防止催化剂流失的同时，另有效的杜绝了因催化剂流失而造成的乙二醛产品受到污染机品质下降的情况发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。