[发明专利]一种反应精馏制备异丙醇的节能方法

说明书

本发明公开了一种反应精馏合成异丙醇的节能方法，属于精馏技术领域。将由反应精馏塔与回收塔塔顶采出的部分混合蒸汽物料采用压缩机增压升温后，塔顶蒸汽由低品位热能转换为高品位热能，分别为反应精馏塔中间换热器与回收塔塔釜提供再沸所需热量，同时完成反应精馏塔塔顶部分混合蒸汽物料与回收塔塔顶蒸汽自身冷凝。相对于传统利用冷却水实现塔顶物料冷凝，及采用热公用工程实现塔釜加热的方案，本发明通过热泵反应精馏实现了热量回收利用，大大降低工艺能耗，此外，反应精馏塔中设置中间换热器，可使用相对于底部再沸器温度更低的热源，进一步降低了压缩机的能耗。与传统反应精馏工艺相比，该反应精馏工艺节能达40％以上。

技术领域

本发明属于精馏技术领域，涉及异丙醇的生产方法，具体地说，涉及一种热泵反应精馏制备异丙醇的节能工艺。

背景技术

异丙醇作为有机原料和溶剂有着广泛用途。作为有机原料，异丙醇主要用于生产丙酮，也可用作合成甘油、乙酸异丙酯、异丙基胺盐、亚硝酸二异丙基胺等产品的原料。作为溶剂，异丙醇可用于生产涂料、油墨、萃取剂、气溶胶剂等，异丙醇还广泛用作石油燃料的防冻添加剂。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、消毒剂及防腐剂等。

目前，工业上合成异丙醇的方法主要有丙烯水合法。丙烯水合法可分为直接水合与间接水合法两种。

美国专利US3352930A使用丙烯间接水合法制备异丙醇。在温度70～80℃和压力1.5～6.0MPa的条件下，将丙烯溶解在70～80％的硫酸中进行酯化反应，再经水解提纯得到高纯度异丙醇。但丙烯间接水合法流程复杂，产物选择性低，且硫酸对设备腐蚀性大。

欧洲专利EP0323268与美国专利US5012014A提出丙烯直接水合法制备异丙醇。在温度200℃和压力7.0MPa下，丙烯和水在沸石催化剂存在下直接进行水合反应生成异丙醇。丙烯直接水合法克服了设备腐蚀问题，但丙烯单程转换率低，丙烯循环量大使工艺能耗提高，且该方法对原料及反应条件要求高。

中国专利CN102976894B提供了一种酯交换法合成异丙醇的催化精馏工艺。原料乙酸异丙酯与甲醇在阳离子交换树脂的催化作用下在催化精馏塔的反应段发生酯交换反应并进行汽液转质，实现连续催化精馏过程。该工艺避免了碱盐催化剂的回收，具有反应转化率高，产品质稳定等特点。但其较高的能耗也成为此法在工业中广泛应有面临的问题之一。

发明内容

本发明针对上述技术存在的不足，提出一种以乙酸异丙酯与甲醇为原料，酯交换法合成异丙醇的节能的反应精馏工艺，该工艺集合了热泵精馏和反应精馏的特点，具有能耗低，产品纯度高的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种反应精馏制备异丙醇的节能方法，包括：第一换热器，所述第一换热器具有相互间隔的第一流体通道和第二流体通道,第一流体通道的输出端与所述预热器的输入端连接；

第二换热器，所述第二换热器具有相互间隔的第三流体通道和第四流体通道；

第三换热器，所述第三换热器具有相互间隔的第五流体通道和第六流体通道，第五流体通道的输入端与所述第一压缩机的输出端相连，第五流体通道具有第一输出端和第二输出端，第五流体通道第一输出端与第二流体通道的输入端相连，第五流体通道第二输出端与第四流体通道的输入端相连；

第四换热器，所述第四换热器具有相互间隔的第七流体通道和第八流体通道，第七流体通道输入端与反应精馏塔塔顶出口连接，第七流体通道输出端与所述第二压缩机的输入端连接，第八流体通道的输入端与第四流体通道的输出端相连；

第五换热器，所述第五换热器具有相互间隔的第九流体通道和第十流体通道，第九流体通道输出端与回收塔塔釜连接，第十流体通道输入端与所述第二压缩机的输出端相连，第十流体通道输出端与所述第二冷却器连接；

预热器，所述预热器的输入端与第一流体通道输出端相连；