一種二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工精餾分離領(lǐng)域，涉及一種乙二醇和丁二醇混合物縮醛/酮反應(yīng)的 高效反應(yīng)精餾方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 二醇產(chǎn)品乙二醇、丙二醇、丁二醇是重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用于聚酯纖維、 防凍劑和日?；瘜W(xué)品等。其中，乙二醇的需求量最大，乙二醇主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、防凍 劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥等，此外，乙二醇還可用 于涂料、照相顯影液、剎車液以及油墨等行業(yè)，用作過硼酸銨的溶劑和介質(zhì)，用于生產(chǎn)特種 溶劑乙二醇醚等，而且有研究指出，乙二醇在未來液體燃料電池領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿?。?為聚酯纖維或者其他途徑使用的二醇產(chǎn)品，往往對二醇的純度和品質(zhì)有很高的要求。
[0003] 乙二醇的獲得有多種方法，目前，國內(nèi)外大型乙二醇生產(chǎn)都采用環(huán)氧乙烷直接水 合法或加壓水合法，環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)來自乙烯氧化，因此該方法需要消耗大量寶貴的乙烯。 隨著石油資源的緊張，煤制乙二醇法越來越備受關(guān)注，其中，草酸酯加氫法是比較成功的方 法。但是，該方法會產(chǎn)生一些1，2_丙二醇，1，2_丁二醇等跟乙二醇難分離的物質(zhì)，因而影響 了乙二醇的品質(zhì)，為了獲得高純度的聚合級乙二醇，通過共沸精餾或者萃取精餾的方法需 要付出較大的能耗且犧牲部分的乙二醇的收率。針對丙二醇、丁二醇與乙二醇難分離的問 題，通過二醇混合物縮醛/酮反應(yīng)，獲得二醇縮醛/酮產(chǎn)物，然后進行分離，二醇縮醛/酮產(chǎn)物 再分別水解獲得二醇產(chǎn)品的方法可以提高乙二醇的回收率，同時回收經(jīng)濟價值高的丙二醇 和丁二醇產(chǎn)品，而且該過程可以較大的節(jié)省分離的能耗，保證熱敏性乙二醇產(chǎn)品的品質(zhì)，實 現(xiàn)很好的經(jīng)濟效益。本專利就其中的縮醛產(chǎn)物的高效水解進行研究，提出了一種高效的反 應(yīng)精餾方法水解乙二醇、丙二醇和丁二醇縮醛產(chǎn)物，獲得高純的二醇產(chǎn)品。
[0004] 反應(yīng)精餾技術(shù)是一種將反應(yīng)和分離耦合在同一設(shè)備中同時進行的過程強化技術(shù)， 可以節(jié)省設(shè)備的投資。該技術(shù)能夠通過精餾分離的方法不斷的將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)移出， 不僅可以保持反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)物的濃度維持在較高的程度，保持反應(yīng)區(qū)較高的反應(yīng)速率，同 時可以促進水解反應(yīng)的正向進行，突破反應(yīng)平衡的限制，從而獲得很高的轉(zhuǎn)化率，高的轉(zhuǎn)化 率可以簡化后續(xù)的分離流程，實現(xiàn)很好的經(jīng)濟效果。
[0005] 對于生物質(zhì)制備乙二醇過程，同樣存在二醇混合物難分離的問題。使用縮醛反應(yīng) 精餾高效、節(jié)能的分離獲得乙二醇、丙二醇和丁二醇的方法，高效的水解同樣對整個工藝工 程的經(jīng)濟效益有顯著的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法及裝置，使 用本發(fā)明提高的反應(yīng)精餾方法水解乙二醇、丙二醇、丁二醇的縮醛/酮產(chǎn)物，具有工藝流程 簡單、設(shè)備投資低、操作方便、能耗較低且目標產(chǎn)物乙二醇、丙二醇、丁二醇的純度非常高， 收率也很高等優(yōu)點。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾裝置，包括水解反應(yīng)精餾塔(T1)、二醇 精制塔(T2)、冷凝器、再沸器、栗以及相關(guān)的進料管線和連接以上設(shè)備的管線，具體連接關(guān) 系如下：
[0009] 二醇縮醛/酮產(chǎn)物原料(S2)的進料管線連接到水解反應(yīng)精餾塔(T1)反應(yīng)精餾段的 頂部、低部或者反應(yīng)精餾段上，水(S1)的進料管線連接到水解反應(yīng)精餾塔(T1)反應(yīng)精餾段 的頂部、低部或者反應(yīng)精餾段上;水解反應(yīng)精餾塔(T1)塔頂采出管線（S7)連接至水解產(chǎn)物 醛/酮采出管線;水解反應(yīng)精餾塔(T1)塔釜采出管線（S9)連接至二醇精制塔(T2)的進料管 線;二醇精制塔(T2)塔頂采出管線(S14)連接至廢水管線;二醇精制塔(T2)塔釜采出（S15) 連接至二醇產(chǎn)品管線，冷凝器、再沸器、栗根據(jù)需要設(shè)置在精餾塔(T1)和二醇精制塔(T2)的 進出料管線之間。
[0010] 而且，所述水解反應(yīng)精餾塔(T1)由精餾段、反應(yīng)精餾段和提餾段組成，精餾段和提 餾段使用填料或者塔盤，反應(yīng)精餾段使用催化填料或者催化塔盤，催化劑采用固體酸或者 固體堿催化劑的一種或者混合。
[0011] -種二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法，原料二醇縮醛/酮產(chǎn)物(S2)和水 (S1)在反應(yīng)精餾段的上部、下部或者反應(yīng)精餾段上分別或者混合進料，在水解反應(yīng)精餾塔 (T1)的反應(yīng)精餾段進行水解反應(yīng)，產(chǎn)物醛/酮流股(S3)從塔頂采出經(jīng)過冷凝器(E1)冷凝，液 相(S4)經(jīng)過回流采出栗(P1)得到液相(S5)，一部分(S6)作為塔頂回流，另外一部分(S7)作 為采出；水解反應(yīng)精餾塔(T1)塔釜采出液相(S8)進進料栗(P2)得到液相(S9)作為二醇精制 塔(T2)的進料;二醇精制塔(T2)塔頂氣相(S10)經(jīng)過塔頂冷凝器(E3)液相(S11)經(jīng)過回流采 出栗(P3)得到液相(S12)，一部分(S13)作為回流，另外一部分(S14)采出；二醇精制塔(T2) 塔釜液相采出（S15)為二醇產(chǎn)品。
[0012] 而且，所述二醇縮醛/酮物質(zhì)為乙二醇、丙二醇、丁二醇縮醛/酮反應(yīng)產(chǎn)物的一種， 具有以下的結(jié)構(gòu)：
[0013]
[0014] 式中，以、1^為^1原于或含1~2個碳原子的烷基，R3、R4為Η原子或含1~5個碳原子 的烷基
[0015] 而且，所述二醇精制塔(Τ2)根據(jù)二醇縮醛/酮產(chǎn)物原料(S2)中重組分的含量情況， 在塔釜的上方2~7塊理論板處側(cè)線采出二醇產(chǎn)品。
[0016] 而且，所述水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)塔頂可以采取部分冷凝的形式，液相回流，氣相排 除。
[0017] 而且，所述水解反應(yīng)精餾塔操作壓力以絕壓計為0.5~lOatm，回流比0.01~20,控 制進入水解反應(yīng)精餾塔的水的量和二醇縮醛/酮產(chǎn)物的量的摩爾比為1~15;二醇精制塔操 作壓力以絕壓計為0.01~2atm，回流比0.01~10。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下：
[0019] 本發(fā)明的二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法和裝置，其優(yōu)點在于使用反 應(yīng)精餾技術(shù)，將反應(yīng)和精餾分離兩個單元有機的耦合在一個設(shè)備中同時進行，節(jié)省了設(shè)備 投資，工藝流程簡單，操作方便，可以實現(xiàn)很高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，同時獲得高純的二醇產(chǎn)品。
[0020] 本發(fā)明的方法以及配套的裝置能夠?qū)⑺夥磻?yīng)產(chǎn)生的不同二醇進行徹底回收，其 回收以乙二醇的產(chǎn)品為例，其質(zhì)量純度容易到達99.9 %以上，乙二醇收率達到98 %以上。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾工藝流程圖。
[0022] 圖2為側(cè)線采出二醇的二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0024] 本發(fā)明的二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法，其中的二醇縮醛/酮物質(zhì)為 乙二醇、丙二醇、丁二醇縮醛/酮反應(yīng)產(chǎn)物的一種，具有如下的結(jié)構(gòu)：
[0025]
[0026] 式中，R1、R2為Η原子或含1~2個碳原子的烷基;R3、R4為Η原子或含1~5個碳原子 的烷基。其特點在于二醇縮醛/酮物質(zhì)可以為其跟水的混合物。
[0027] 本發(fā)明的二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾裝置，如圖1所示，主要由水解反 應(yīng)精餾塔(Τ1)、二醇精制塔(Τ2)、冷凝器、再沸器、栗以及相關(guān)的進料管線和連接以上設(shè)備 的管線組成;二醇縮醛/酮產(chǎn)物原料(S2)的進料管線連接到水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)反應(yīng)精餾 段的頂部、低部或者反應(yīng)精餾段上，水(S1)的進料管線連接到水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)反應(yīng)精 餾段的頂部、低部或者反應(yīng)精餾段上;水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)塔頂采出（S7)連接至水解產(chǎn)物 醛/酮采出管線;水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)塔釜采出（S9)連接至二醇精制塔(Τ2)的進料管線;二 醇精制塔(Τ2)塔頂采出（S14)連接至廢水管線;二醇精制塔(Τ2)塔釜采出（S15)連接至二醇 產(chǎn)品管線。
[0028] 其中水解反應(yīng)精餾塔(Τ1)由精餾段、反應(yīng)精餾段和提餾段組成，精餾段和提餾段 使用填料或者塔盤，反應(yīng)精餾段使用催化填料或者催化塔盤，催化劑采用固體酸或者固體 堿催化劑的一種或者混合。
[0029] 本發(fā)明的二醇縮醛/酮產(chǎn)物高效水解的反應(yīng)精餾方法具體步驟是:原料二醇縮醛/ 酮產(chǎn)物(S2)和水(S