專利名稱：丙烯醛的純化方法及制備處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及純化丙烯醛エ藝，具體涉及純化由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的方法和系統。
背景技術：
丙烯醛是ー種化工原料，化學性質活潑，不穩定，毒性強，它在エ業上主要用于合成甲硫基代丙醛。甲硫基代丙醛作為蛋氨酸重要的中間體，也可合成甲基吡啶、吡啶、戊ニ醛、甘油和丙烯酸等重要的化工產品，此外還能夠作為合成1，3_丙ニ醇(1，3-PD0)的重要原料。甲硫基代丙醛是由甲硫醇與丙烯醛在含氮有機堿的催化作用下發生邁克爾加成反應合成的，該反應對反應物丙烯醛和甲硫醇的純度要求高，必須含有盡可能少的不必要的雜質，否則，會發生較多的副反應，生成較多副產物，降低甲硫基代丙醛的收率，還會增加后續 エ序分離的難度，還有可能導致最終產品的純度達不到要求。為避免反應物不純所引起的不必要后果，反應物丙烯醛和甲硫醇必須純化，尤其是丙烯醛。目前丙烯醛的エ業生產方法是由丙烯與空氣氧化制取的，丙烯被空氣氧化后的氣體中含有10%左右的丙烯醛，其它90%左右的氣體為丙烯酸、丙烯醇、こ酸、こ醛、甲醛、甲酸、一氧化碳、ニ氧化碳、氧氣、惰性氣體、少量未反應的丙烯、齊聚物等。除了有用的丙烯醛夕卜，其它氣體必須除去，特別是丙烯酸、こ酸、甲酸等對甲硫基代丙醛的影響較大。通常除去丙醛酸、こ酸、甲酸的方法是采用溶劑吸收這些酸。原天津化工廠蛋氨酸裝置曾采用有機溶劑(磷酸三丁酷、甲硫基代丙醛)作吸收劑吸收有機酸。其純化丙烯醛的一般エ藝為由丙烯氧化反應器出來的合成氣冷卻后從吸收塔(吸收塔或精餾塔通常都包括塔頂、塔體、塔底和塔釜等幾部分)的塔底進入，塔頂噴入有機溶劑，塔頂排出的氣體經冷凝后，除去了水蒸氣，剩下的為不凝性氣體和丙烯醛氣體，再將剩下的氣體通入甲硫基代丙醛吸收塔，氣體從塔底進，甲硫基代丙醛從塔頂向下噴入塔中，塔中的丙烯醛氣體被甲硫基代丙醛吸收，進入到塔釜中，經輸送泵送到反應釜中與甲硫醇反應合成甲硫基代丙醛，未被吸收的氣體大部分為不凝性氣體，從塔頂排出去焚燒處理。被磷酸三丁酯(TBP)吸收的有機酸，主要為丙烯酸，進入到吸收塔釜中，經泵送去下一エ序處理，回收磷酸三丁酯溶劑，分離出丙烯酸。磷酸三丁酯沸點為289°C，丙烯酸沸點為141°C，磷酸三丁酯高溫易分解、丙烯酸在較高溫度極易聚合，分離磷酸三丁酯和丙烯酸必須采用真空精餾，又因丙烯酸的結晶溫度為13. 5°C，為防止丙烯酸結晶堵塞管道，管道必須保溫控制在20至40°C之間，溫度高于40°C的丙烯酸易聚合堵塞管道，同時要求保溫的管道不能有局部高溫度的情況出現，否則，高溫點也易引起丙烯酸的聚合。以前天津化工廠采用此方法除去反應器出口氣中的有機酸，在運行過程中，很少出現過此裝置正常運行狀況，操作難度大，常出現磷酸三丁酯從閥門墊片出滲漏，磷酸三丁酯消耗大，輸送丙烯酸濃度較高的管道極易堵塞。CN100376531C公開了ー種丙烯醛的分離和回收方法，涉及從丙烯醛水合制備3-羥基丙醛的反應產物體系中分離和回收未反應的丙烯醛。但是，該專利中公開的氣提-吸收エ藝明顯不適于從由空氣氧化丙烯制得的合成氣體中分離和純化丙烯醛。
發明內容
本發明的目的在于提供一種由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的純化方法，該方法采用水做吸收劑分離丙烯醛，且精餾提純丙烯醛，從而有效提高了丙烯醛的產率和物料的利用率。根據本發明的第一方面，提供了一種由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的純化方法， 包括將丙烯與空氣反應制得的含有丙烯醛的合成氣體冷卻到150_200°C ；將冷卻后的合成氣體引入第一吸收塔塔底并從第一吸收塔塔頂噴入去離子水；將從第一吸收塔塔頂排出的氣體冷凝去除水蒸氣后得到丙烯醛和不凝性氣體的混合氣體；再將混合氣體引入第二吸收塔塔底并從第二吸收塔塔頂噴入去離子水；從第二吸收塔塔頂排出并焚燒不凝性氣體；從第二吸收塔塔釜收集丙烯醛水溶液；將丙烯醛水溶液送入精餾塔；以及從精餾塔塔頂收集丙烯醛氣體。作為優選，本發明的方法還可以包括將精餾塔塔釜中的水送入第二吸收塔塔頂來吸收丙烯醛氣體。優選地，還可以包括將第一吸收塔塔釜中的有機酸液體送入汽提塔；以及將從汽提塔所汽提出的丙烯醛氣體送入第二吸收塔塔底。優選地，其中使用氮氣或蒸汽來汽提有機酸液體中的丙烯醛。優選地，其中汽提塔塔釜中的液體含有5-10%的丙烯酸。優選地，還可以包括將汽提塔塔釜中的含有丙烯酸的液體用作合成減水劑的原料。優選地，其中將合成氣體冷卻到160_180°C。優選地，其中從精餾塔塔頂收集的丙烯醛氣體被冷卻為丙烯醛液體后直接送入甲硫基代丙醛合成反應器。優選地，其中第一吸收塔的塔頂溫度為0-100°C ;塔底的溫度為90-110°C。優選地，其中第二吸收塔的塔頂溫度為零下5°C到20°C，塔底的溫度為40-50°C含有丙烯醛的合成氣體中通常還含有丙烯酸、丙烯醇、こ酸、こ醛、甲醛、甲酸、一氧化碳、ニ氧化碳、氧氣、惰性氣體、少量未反應的丙烯以及齊聚物。其中，不凝性氣體包括一氧化碳、ニ氧化碳、氧氣、惰性氣體、以及少量未反應的丙烯。根據本發明的第二方面，提供ー種丙烯醛制備處理系統，包括丙烯氧化反應器，用于使丙烯與空氣反應來制得含有丙烯醛的合成氣體；第一吸收塔，從塔底接收含有丙烯醛的合成氣體并從塔頂接收去離子水；冷凝裝置，用于除去從第一吸收塔塔頂排出的氣體中的水蒸氣以獲得不凝性氣體和丙烯醛的混合氣體；第二吸收塔，從塔底接收來自冷凝裝置的不凝性氣體和丙烯醛的混合氣體并從塔頂接收去離子水；以及
精餾塔，接收來自第二吸收塔塔釜中的丙烯醛水溶液并從塔頂排出丙烯醛氣體。本發明的丙烯醛制備處理系統還可以包括第一冷卻裝置，用于冷卻來自丙烯氧化反應器的含有丙烯醛的合成氣體以使第一吸收塔接收冷卻后的合成氣體；第二冷卻裝置，用于將從精餾塔塔頂排出的丙烯醛氣體冷卻為丙烯醛液體；以及甲硫基代丙醛合成反應器，接收來自第二冷卻裝置的丙烯醛液體。本發明的丙烯醛制備處理系統還可以包括焚燒裝置，用于焚燒從第二吸收塔塔頂排出的不凝性氣體。本發明的丙烯醛制備處理系統還可以包括汽提塔，接收來自第一吸收塔塔釜中的有機酸液體并從中汽提出丙烯醛氣體送入第二吸收塔塔底。在本發明的丙烯醛制備處理系統中，優選精餾塔塔釜中的水被送至第二吸收塔塔頂與去離子水一起吸收丙烯醛氣體。
本發明的由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的純化方法具有以下優點エ藝獨特，流程較短，投資少，易操作；裝置運行穩定，未出現丙烯酸聚合結晶堵塞管道的現象；副產品中的丙烯酸廢水科作為原料制備減水劑，有效地回收利用了廢物；無廢水處理費用；有效提高了丙烯醛的產率和物料的利用率。
圖I為本發明的純化由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的示例性エ藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，詳細描述本發明的內容。參見圖I的純化由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的示例性エ藝流程圖。由丙烯氧化反應器I出來合成氣體11，該合成氣體11中含有丙烯醛丙烯酸、丙烯醇、こ酸、こ醛、甲醛、甲酸、一氧化碳、ニ氧化碳、氧氣、惰性氣體、少量未反應的丙烯以及齊聚物。合成氣體11可以自然或經過冷卻裝置(圖中未示出)冷卻到150-200°c，優選為160°C _180°C，進ー步優選為170°C;冷卻后的合成氣體11從第一吸收塔2的塔底進入，在第一吸收塔2的塔頂噴入去離子水12。第一吸收塔2的塔頂溫度設置為0-100°C，優選為20-50°C ;塔底的溫度設置為90-110°C，優選為100-105で。從第一吸收塔2的塔頂排出的氣體14包括水蒸氣、不凝性氣體以及丙烯醛氣體。其中，不凝性氣體包括一氧化碳、ニ氧化碳、氧氣、惰性氣體、以及少量未反應的丙烯。經冷凝裝置(圖中未示出)冷凝除去水蒸氣后，將剩下的不凝性氣體和丙烯醛的混合氣體通入第二吸收塔4的塔底，在第二吸收塔4的塔頂噴入去離子水18。第二吸收塔4的塔頂溫度設置為零下5°C到20°C，優選為5-10°C ;塔底的溫度設置為40_50°C，優選為45-48°C。從第二吸收塔4的塔頂排出的不凝性氣體17送去焚燒，將第二吸收塔4的塔釜內的丙烯醛水溶液19送入精餾塔5的中部，從精餾塔5的塔頂排出的丙烯醛氣體20經另ー冷卻裝置(圖中未示出)冷卻制得丙烯醛液體，該丙烯醛液體直接送入甲硫基代丙醛合成反應器6中生產甲硫基代丙醛。精餾塔5的塔釜中的水21可以送入第二吸收塔4的頂部，與去離子水18 —起用作吸收丙烯醛氣體。在第一吸收塔2的塔釜中為被水吸收的有機酸液體，其中含有部分丙烯醛，為減少丙烯醛的損耗，可以將吸收塔釜中的有機酸液體13經泵輸送到汽提塔3的上部，在汽提塔3的下部輸入氮氣或蒸汽15來汽提有機酸液體中丙烯醛。汽提出的丙烯醛氣體16可以送入到第二吸收塔4的底部，以便回收利用丙烯醛。汽提塔3的塔釜中的液體22中含有5-10%的丙烯酸，可以將液體22用作合成高效減水劑的原料。如上所述，本發明通過獨特的エ藝步驟以及參數設置，實現了丙烯醛的高效和合理的分離純化。本領域技術人員應當理解，上述實施例僅用于解釋本發明而非用于對其作出任何 限制。
權利要求
1.一種由空氣氧化丙烯制得的丙烯醛的純化方法，包括 將丙烯與空氣反應制得的含有丙烯醛的合成氣體冷卻到150-200°c ； 將冷卻后的合成氣體引入第一吸收塔塔底并從第一吸收塔塔頂噴入去離子水； 將從第一吸收塔塔頂排出的氣體冷凝去除水蒸氣后得到丙烯醛和不凝性氣體的混合氣體； 再將混合氣體引入第二吸收塔塔底并從第二吸收塔塔頂噴入去離子水； 從第二吸收塔塔頂排出并焚燒不凝性氣體； 從第二吸收塔塔釜收集丙烯醛水溶液； 將丙烯醛水溶液送入精餾塔；以及 從精餾塔塔頂收集丙烯醛氣體。
2.權利要求I的方法，還包括 將精餾塔塔釜中的水送入第二吸收塔塔頂來吸收丙烯醛氣體。
3.權利要求2的方法，還包括 將第一吸收塔塔釜中的有機酸液體送入汽提塔；以及 將從汽提塔所汽提出的丙烯醛氣體送入第二吸收塔塔底。
4.權利要求I的方法，其中第一吸收塔的塔頂溫度為0-100°C;塔底的溫度為90-1IO0C ο
5.權利要求I的方法，其中第二吸收塔的塔頂溫度為零下5°C到20°C，塔底的溫度為40-50 °C。
6.ー種丙烯醛制備處理系統，包括 丙烯氧化反應器，用于使丙烯與空氣反應來制得含有丙烯醛的合成氣體； 第一吸收塔，從塔底接收含有丙烯醛的合成氣體并從塔頂接收去離子水； 冷凝裝置，用于除去從第一吸收塔塔頂排出的氣體中的水蒸氣以獲得不凝性氣體和丙烯醛的混合氣體； 第二吸收塔，從塔底接收來自冷凝裝置的不凝性氣體和丙烯醛的混合氣體并從塔頂接收去離子水；以及 精餾塔，接收來自第二吸收塔塔釜中的丙烯醛水溶液并從塔頂排出丙烯醛氣體。
7.權利要求6的丙烯醛制備處理系統，還包括 第一冷卻裝置，用于冷卻來自丙烯氧化反應器的含有丙烯醛的合成氣體以使第一吸收塔接收冷卻后的合成氣體； 第二冷卻裝置，用于將從精餾塔塔頂排出的丙烯醛氣體冷卻為丙烯醛液體；以及 甲硫基代丙醛合成反應器，接收來自第二冷卻裝置的丙烯醛液體。
8.權利要求6的丙烯醛制備處理系統，還包括 焚燒裝置，用于焚燒從第二吸收塔塔頂排出的不凝性氣體。
9.權利要求6的丙烯醛制備處理系統，還包括 汽提塔，接收來自第一吸收塔塔釜中的有機酸液體并從中汽提出丙烯醛氣體送入第二吸收塔塔底。
10.權利要求6的丙烯醛制備處理系統，其中精餾塔塔釜中的水被送至第二吸收塔塔頂與去離子水一起吸收丙烯醛氣體。
全文摘要
丙烯醛的純化方法及制備處理系統。該方法包括將丙烯與空氣反應制得的含有丙烯醛的合成氣體冷卻到150-200℃；將冷卻后的合成氣體引入第一吸收塔塔底并從第一吸收塔塔頂噴入去離子水；將從第一吸收塔塔頂排出的氣體冷凝去除水蒸氣后得到丙烯醛和不凝性氣體的混合氣體；再將混合氣體引入第二吸收塔塔底并從第二吸收塔塔頂噴入去離子水；從第二吸收塔塔頂排出并焚燒不凝性氣體；從第二吸收塔塔釜收集丙烯醛水溶液；將丙烯醛水溶液送入精餾塔；以及從精餾塔塔頂收集丙烯醛氣體。本發明的純化方法具有以下優點工藝獨特，流程較短，投資少，易操作；裝置運行穩定；有效地回收利用廢物中的丙烯酸；無廢水處理費用；提高了丙烯醛的產率和物料的利用率。
文檔編號C07C45/78GK102659541SQ201210131608
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者冷流益, 劉邦林, 王小勇, 王榮學, 羅玉成, 連許帥, 鄭道敏, 鞠遠波, 馬秀岐 申請人:重慶紫光天化蛋氨酸有限責任公司