专利名称：制备丙二醇的工艺装置的制作方法
技术领域：
本发明属于化学工程领域，涉及环氧丙烷水合制丙二醇的反应精馏工艺。
环氧丙烷(PO)水合制备丙二醇(PG)是目前工业常用的方法。环氧丙烷的化学性质比较活泼，易水解，加压条件下其水合反应就在液相状态下完成，该反应过程主要发生以下两种反应
即环氧丙烷水合反应除了生成目的产物丙二醇的主反应外，还同时有一个并串联付反应，生产付产物一缩丙二醇，为了得到较高的丙二醇收率，现有制备丙二醇工艺采用增大进料水比，即水与环氧丙烷的摩尔比达15～20。见附
图1，环氧丙烷5和水6的混合物予热至125℃进入水合塔1，在20Kg/cm2压力下进行水合反应，水合塔1底流出物料中除重量浓度为20%左右的丙二醇之外，还含有大量水和少量未反应的环氧丙烷及付产物。该物料经管-9进入蒸发器2，从蒸发器顶部经管10脱去大部分水和环氧丙烷经管10，管17，和管8返回水合塔1循环利用。蒸发器2底部的丙二醇浓度达到80%左右经管11进入脱水塔3进一步除掉水，脱水塔3顶部馏出物经管13与蒸发器2顶部馏出物经管17，管8一并返回水合塔1，脱水塔3底部物料经管14进入精馏塔4，从精馏塔4顶部管15馏出纯度为98%以上的丙二醇，精馏塔4底部经管16排出一缩和多缩丙二醇高沸物。附图1所示工艺进料水比为15(摩尔比)，反应收率为84%，分离系统收率95.9%，全程收率80.6%，单耗为0.947吨PO/吨PG，原料费占直接生产费用92.7%。
本发明目的在于对现有制备丙二醇工艺进行改进，用一个反应精馏塔来代替水合塔和蒸发器，简化工艺过程，提高反应的选择性，降低丙二醇生产过程的单耗。
本发明中反应精馏塔为板式塔，制备丙二醇工艺见附图2，环氧丙烷由管4进入反应精馏塔1，而水从管5进入塔1，环氧丙烷和水之进料比为1.5～4.5，较佳进料水比为1.6～2.0，反应精馏塔的择作压力为8～23Kg/cm2，较佳操作压力为11～19Kg/cm2，塔顶采用全回流或有少量出料。塔1顶馏出物由管15导经冷凝器14后分为两股一股作为回流由管7引入塔顶部;另一股循环液由管6通入管5返回塔1，浓度为50-85%反应产物丙二醇由塔1底经管8至脱水塔2，在塔2内脱水后的浓度达93%以上丙二醇从塔2底经管10去精馏塔3，脱除水从塔2顶管9排出，精馏塔3顶部经管11馏出纯丙二醇产品，塔3底经管12排付产物(一缩和多缩丙二醇)。
本发明采用反应精馏塔，使反应物进料水比由15～20大幅度下降，反应产物不再需要蒸发浓缩，可直接进入脱水塔和精馏分离。由于在常压下环氧丙烷和丙二醇有较大的沸点差，很容易采用精馏方法分离。本发明使精馏过程和反应过程在反应同时精馏塔内进行，促使反应产物丙二醇能迅速离开反应场所，抑制付反应的发生，从而提高反应选择性，使反应收率从84%提高至92.1%，使单耗从0.947吨PO/吨PG降至0.864吨PO/吨PG，直接生产费用可下降8.1%以上。同时，由于反应精馏塔内各组的浓度分布抑制了付产物，可使进料水比从15～20下降至1.5～4.5，塔底反应液中丙二醇的浓度提高，不再需要蒸发浓缩，反应液可直接进入脱水和精馏工序，缩短了流程。
附图1为现有制备丙二醇工艺装置1、水合塔9、水合塔出料管2、蒸发塔10、蒸发器2顶部馏出管3、脱水塔11、蒸发器底部排出管4、精馏塔12、放空管5、环氧丙烷进料管13、脱水塔3顶部馏出管6、水进管14、脱水塔3底部排出管7、环氧丙烷和水混合进料管15、精馏塔4顶部丙二醇流出管
8、水合塔顶部进料管16、精馏塔4底部排出管附图2为本发明工艺装置1、反应精馏塔9、塔-2顶馏出线2、脱水塔10、塔-2底流出线3、精馏塔11、塔-3顶馏出线4、环氧丙烷12、塔-3底排出线5、水13、排放管6、塔-1顶馏出物循环线14、冷凝器7、塔-1顶回流线15、塔-1顶馏出线8、塔-1底排出线实施例一按照附图2所示制备丙二醇工艺装置，塔1为一座有16块塔板的反应精馏塔，进料环氧丙烷和水的进料摩尔比为1.6，塔1操作压力为13Kg/cm2(表压)，塔顶为全回流，反应收率为92.1%，在精馏塔3顶得到纯度99%以上的丙二纯。
实施例二按照附图2所示制备醇工艺装置，塔1为填料塔，其填料高度为137cm，水的进料速率为0.0756mol/min，环氧丙烷的进料速率为0.0168mol/min，进料水比为4.5(摩尔比)，操作压力10Kg/cm2(表压)，塔顶有部分出料，回流比为33，反应收率为96.7%，在精馏塔3顶得到纯度99%以上的丙二醇。
实施例三如附图2所示的装置中采用填料塔，其填料高度为209cm，水的进料速率为0.0544mol/min，环氧丙烷的进料速率为0.0188mol/min，进料水比为2.89(摩尔比)，塔1操作压力为16Kg/cm2(表压)，全回流操作，反应收率为93.0%，在精馏塔3顶得到纯度99%以上的丙二醇。
权利要求
1.一种用环氧丙烷的水合反应制备丙二醇的工艺装置，其特征是以反应精馏塔作为该水合反应的反应器，在反应精馏塔内同时完成丙二醇的浓缩过程，环氧丙烷和水进入反应精馏塔，浓度为50～85%的浓缩反应产物进入脱水塔，经脱水后浓度达93%以上的丙二醇进入精馏塔，从精馏塔顶得到纯度98%以上的丙二醇，反应精馏塔为板式塔，操作压力为8-23kg/cm2，进料水比(摩尔比)为1.5～4.5。
2.根据权利要求1所述制备丙二醇工艺装置，其特征是反应精馏塔较佳操作压力为11-19Kg/cm2。
3.根据权利要求1所述制备丙二醇工艺装置，其特征是环氧丙烷和水之较佳进料摩尔比为1.6～2.0。
全文摘要
本发明提出环氧丙烷水合制丙二醇的反应精馏工艺，在一座反应精馏塔内完成制备丙二醇的水合反应同时又使参加反应的环氧丙烷和所取得反应产物丙二醇得到分离，简化了工艺过程，降低了进料水比，提高了反应收率，降低了环氧丙烷的单耗，直接生产成本可下降8.1％。
文档编号C07C31/20GK1042899SQ8910774
公开日1990年6月13日 申请日期1989年10月12日 优先权日1989年10月12日
发明者张瑞生, 陆仁杰, 张家庭, 韩英, 宋宏宇 申请人:联合化学反应工程研究所华东化工学院分所