[发明专利]制备丙二醇的工艺方法

说明书

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：

C₃H₆O+H₂-C₃H₆（OH）₂

C₃H₆O+C₃H₆（OH）₂-C₆H₁₂O（OH）₂

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副反应，生产副产物一缩丙二醇，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的混合物预热至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表反应的环氧丙烷及副产物。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排副产物（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，抑制副反应的发生，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副产物，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方法

1、录合塔    3、脱水塔

2、蒸发塔    4、精馏塔

5、环氧丙烷进料管    6、水进管

7、环氧丙烷和水混合进料管

8、水合塔顶部进料管

9、水合塔出料管

10、蒸发器2顶部馏出管

11、蒸发器底部排出管

12、放空管

13、脱水塔3顶部馏出管

14、脱水塔3底部排出管

15、精馏塔4顶部丙二醇流出管

16、精馏塔4底部排出管

附图2为本发明工艺方法

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