[发明专利]合成异丙醇的连续反应精馏工艺及其精馏设备

说明书

技术领域

本发明属于酯交换法合成有机化合物的技术领域，具体涉及一种合成异丙醇的连续反应精馏工艺。

背景技术

异丙醇（isopropyl alcohol，简称 IPA）作为一种性能优良的有机溶剂、医药中间体，近年来得到了广泛应用。

国内外生产异丙醇的主要方法是丙烯水合法，根据是否生成中间产品，它又可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法两种方法。间接水合法又称硫酸酯化水解法，采用浓硫酸吸收丙烯,然后再水解成异丙醇，此法存在耗用硫酸量大，流程复杂、选择性较低、设备腐蚀严重、能耗高等缺点，使其发展受到限制，20世纪80年代后被逐渐淘汰。

丙烯直接水合法是目前工业上生产异丙醇的主要方法，它是使丙烯在催化剂存在下直接发生水合反应生成异丙醇,同时副产正丙醇。丙烯直接水合法可分为气相直接水合法、液相直接水合法和气-液混相水合法3种。丙烯直接水合法中，三种工艺路线各有特点，气相丙烯直接水合法其选择性好，副产品少，无严重的腐蚀问题，缺点是丙烯的单程转化率低，需将大量丙烯进行循环；丙烯气-液混相直接水合法制异丙醇，除具有气相丙烯直接水合法的优点外，单程转化率可达70％，无需大量丙烯进行循环，其缺点是催化剂价格较贵，寿命稍短；液相丙烯直接水合法虽然转化率和选择性高，但反应条件苛刻，对原料纯度要求极高。

间歇式反应生产异丙醇工艺路线较长，且耗时耗力，同时多个反应釜间歇生产存在反应停留时间、温度以及原料配比各方面的差异，导致产物组成不稳定，加大了后续分离工序的难度。

中国专利CN1962588A描述了以氢化丙酮为原料，采用气固多相负载型镍催化剂的催化技术合成异丙醇。在制备异丙醇过程中，采用Co金属助剂的镍基催化剂，提高丙酮加氢生产异丙醇的得率，同时此催化剂取代原铜基催化剂，避免催化剂容易冻结。上述方法采用固定床反应器连续操作，但是仍然存在一定缺点：加氢反应的操作压力过高（1.0~1.5MPa）、温度高（100~150℃），同时催化剂昂贵，不易再生等。

应用反应精馏连续生产异丙醇可以解决上述问题。反应精馏合成工艺将反应过程和精馏提纯过程有机耦合在一起，使反应物醋酸异丙酯和甲醇在进行反应的同时与反应产物异丙醇及醋酸甲酯分离，既提高反应物醋酸异丙酯和甲醇在反应区的浓度，又使产物异丙醇及醋酸甲酯及时离开反应区，从而抑制了逆反应的进行，因此反应精馏法可有效提高反应速率和原料转化率。

发明内容

本发明针对以上不足，提出了一种采用连续操作方式生产异丙醇的精馏设备，该设备生产能力强，生产效率高，适于异丙醇精馏的连续反应工艺。

本发明的技术方案在于：一种合成异丙醇的连续反应精馏设备，其特征在于：有反应精馏塔、甲酯精馏塔、刮板蒸发器、甲醇精馏塔及异丙醇精制塔构成。

所述反应精馏塔的上半段设有醋酸异丙酯进料管及催化剂进料管，所述反应精馏塔的下半段设有甲醇进料管，所述反应精馏塔的塔顶通过冷凝器后分为两路，一路经反应精馏塔塔顶采出管甲酯精馏塔的进料端相连，另一路经反应精馏塔回流管连接至反应精馏塔的塔顶，所述反应精馏塔的塔釜采出分为两路，一路经反应精馏塔釜液采出管连接至刮板蒸发器的进料端，另一路经过再沸器回流至反应精馏塔的塔釜，所述甲酯精馏塔的塔顶通过冷凝器后分为两路，一路经甲酯精馏塔塔顶回流管连接至甲酯精馏塔的塔顶，另一路为甲酯精馏塔的塔顶采出管，所述甲酯精馏塔的塔釜采出分为两路，一路经过再沸器回流至甲酯精馏塔的塔釜，另一路经甲酯精馏塔塔釜采出管连接至反应精馏塔；所述刮板蒸发器通过顶部的蒸汽管与甲醇精馏塔的进料端相连，所述刮板蒸发器的底部还设有浓缩液排出管；所述甲醇精馏塔的塔顶通过冷凝器后分为两路，一路经甲醇精馏塔塔顶回流管连接至甲醇精馏塔的塔顶，另一路经甲醇精馏塔塔顶采出管与反应精馏塔的甲醇进料管相连，所述甲醇精馏塔的塔釜采出分为两路，一路经过再沸器回流至甲醇精馏塔的塔釜，另一路经甲醇精馏塔塔釜采出管与异丙醇精制塔的进料端相连，所述异丙醇精制塔）的塔顶经冷凝器后分为两路，一路回流至异丙醇精制塔的塔顶，另一路为异丙醇精制塔塔顶采出管，所述异丙醇精制塔的塔釜采出分为两路，一路经过再沸器回流至异丙醇精制塔的塔釜，另一路为异丙醇精制塔塔釜采出管。

所述反应精馏塔自上而下包括精馏段、反应段及提馏段，其中，精馏段理论板数为10~20，反应段理论板数为10~30，提馏段理论板数为3~5。

所述甲酯精馏塔由精馏段与提馏段构成，其中精馏段理论板数为10~15，提馏段理论板数为10~20。