专利名称：复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种乙二醛的制备工艺，尤其是涉及到一种釆用 乙二醇复合银催化氧化法生产乙二醛的新工艺。
二背景技术：
乙二醛(Glyoxal)又名草酸醛，是最简单的脂肪族二元醛。 乙二醛分子中含有两个相互连接的羰基，可与醇、胺、酰胺、醛 和含羟基的化合物等进行加成或縮合反应，还可以与类蛋白动物 胶、纤维素、聚乙烯醇以及脲等发生交联反应。乙二醛与单亲核 中心的化合物反应，可生成线型化合物；与双亲核中心的化合物 反应，可生成环状化合物，特别是杂环化合物，使其在纺织印染、 建材、皮革、医药、农药、国防、冶金、环保等领域具有广泛的 用途。
乙二醛的生产工艺有近10种，但目前釆用的主要工艺有两种: 乙二醇催化氧化法和乙醛硝酸氧化法。乙醛法生产的乙二醛虽然 没有甲醛，但总酸超标，颜色偏黄。乙二醇法生产的乙二醛产品 中尽管含有少量的甲醛、乙二醇，但其颜色浅，价格低。
目前乙二醇氧化法生产乙二醛的常用工艺为将乙二醇加热 气化，气化后的乙二醇气体与预热空气、循环气、蒸汽混合，经混合过滤器和净化除杂装置后进入氧化炉，在催化剂的作用下进 行催化氧化反应，反应生成的气体经急冷后送入吸收塔反复吸收， 得到乙二醛水溶液，再经脱醛、脱色处理得乙二醛产品。该工艺 存在如下几个亟待解决的问题(1)催化氧化过程中，由于催化 剂的活性和选择性偏低，部分乙二醇在高温下发生C-C键断裂而 氧化生成甲醛，生成的甲醛部分被深度氧化为二氧化碳和水，部
分随乙二醛一起被水吸收，造成乙二醛产品中甲醛的含量^0. 2%， 而且催化剂的寿命短，这也是目前乙二醛行业的通病和难点；(2) 氧化炉构件不能满足规模化生产的要求，需要进一步创新氧化炉 的结构以适应规模化生产的需要；(3)工艺流程有待于进一步优 化，以便于系统集成和实现节能降耗。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供的一种具有工艺流 程短、催化剂的活性、选择性和寿命高、节能、成本低等优点复 合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的新工艺。
本发明的技术方案是将加热汽化的乙二醇与蒸汽、预热过 滤空气、循环空气一起由远红外加热后，经三元混合器混合均匀， 进入填充有复合银催化剂的氧化炉进行催化氧化反应，反应后的 气体经急冷后送入吸收塔反复吸收，得乙二醛水溶液，再经脱色 得乙二醛产品。
乙二醇的汽化方式采用高压蒸汽直接喷雾，并结合远红外加 热实现乙二醇的汽化。复合银催化剂为Xg-P-Se/瓷粒催化剂，其中瓷粒占催化剂总 重量的1%~70%。
氧化炉是由包括进料口、热交换器及出料口等构成，在热交 换器的上、下侧壁分别设置了热换介质出口和入口，并在其上方 设置了栅板式支撑板，所述栅板支撑板由若干只大小同心钢板圆 环通过筋板焊接而成，在该支撑板上铺满复合银催化剂，并在催 化剂层上方铺设净化除杂剂，炉顶设有进料口，并在炉底设置了 出料口 。由于在催化剂床层上直接铺设净化除杂剂能有效解决原 料气中毒物对催化剂活性和寿命的影响，从而可略去氧化炉前的 净化除杂装置，实现原料气的净化除杂装置与氧化炉的集成。
本发明的有益效果是由于采用高压水蒸气喷雾结合远红外 的加热方式汽化乙二醇，利用集原料气净化除杂装置的栅板氧化 炉替换了传统工艺安装于氧化炉前的净化除杂装置，选用活性高
的Ag-P-Se/瓷粒催化剂，并在其床面上直接铺设净化除杂剂，有 效地解决了原料气中毒物对催化剂活性和寿命的影响，既简化了 工艺流程，同时还克服了传统氧化炉催化剂床层易变形、裂缝的 缺点，降低了床层阻力，具有节能、成本低等优点。本发明生产 的乙二醛的收率高达85%,杂质甲醛生成量少，后续处理简单。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
四
图l为本发明工艺流程简图2为本发明生产设备氧化炉的结构示意图；图3为本发明栅板支撑架俯视图。
图中l为热交换器，2为栅板式支撑板，3为净化除杂剂，4 为进料口， 5为出料口， 6为出口， 7为入口， 8为栅板，9为筋板。 五具体实施例方式
关于本发明的方法，用以下的实例加以说明，但本发明决不 受这些实例的限制。
实施例l:将传统生产工艺设备中的氧化炉前的净化除杂装置 去掉，将氧化炉改装为集净化除杂装置于一体的栅板氧化炉，如
图2、图3所示，氧化炉由热交换器、栅板支撑板、进料口和出料 口构成，热交换器1的上、下侧壁分别设置了热换介质出口 6和 入口7，并在其上方设置了栅板式支撑板2，该支撑板上铺满复合 银催化剂，并在催化剂层上方铺设净化除杂剂3，炉顶设有进料口 4，并在炉底设置了出料口5。所述进料口4通过管导与三元混合 器的出料口相连，其出料口5与冷却设备相连。
采用高压蒸汽直接喷雾，并结合远红外加热实现乙二醇的汽 化方法进行汽化(汽化条件为乙二醇的进料速率为0.5L/min、空 气流量60 Nm3 h-1、反应温度为600°C、乙二醇的进料浓度90%)， 再将加热汽化的乙二醇与蒸汽、预热过滤空气、循环空气一起由 远红外加热后，经三元混合器混合均匀，自填充有复合银催化剂 的氧化炉的进料口 4进入氧化炉，通过铺设于催化剂层上方的净 化除杂剂3净化后，并经复合银催化剂为Ag-P-Se/瓷粒催化剂进 行催化氧化反应(Ag-P-Se/瓷粒催化剂的瓷粒占催化剂总重量的10%，装填厚度25mm、催化剂的粒径15 20目)，反应后的气体 自出料口 5进入急冷设备后送入吸收塔反复吸收，得乙二醛水溶 液，再经脱色得乙二醛产品。乙二醛的收率85.5%，乙二醛的选择 性86. 0%，催化剂的寿命超过180天。
实施例2:除釆用Ag-P-Se/瓷粒催化剂(瓷粒占催化剂总重 量的60%)夕卜，其它反应条件同实施例l，乙二醛的收率72.0%， 乙二醛的选择性78. 0%。
比较实施例1:除用Ag-P-Se催化剂代替Ag-P-Se/瓷粒催化 剂外，其它反应条件同实施例1，乙二醛的收率81.0 %，乙二醛 的选择性80.0%，催化剂的寿命90天。
比较实施例2:在乙二醛10000吨/年装置上比较了筛孔和栅 板氧化炉的动力消耗和催化剂床层状态，结果见表l。
表l氧化炉改进前后的比较
支撑板结构动力消耗催化剂床层的状态
筛孔式1200度/吨产品变形、有裂缝
栅板式650度/吨产品平整、无裂缝
比较实施例3:在乙二醛10000吨/年装置上比较了预热器与 喷射器集成前后，两种不同的加料方式的电力消耗，结果见表2。
表2加料方式改进前后的节能比较
加料方式电力消耗
导热油蒸发入料650度/吨产品
蒸汽喷雾加料260度/吨产品
权利要求
1、一种复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的新工艺，其特征在于将加热汽化的乙二醇与蒸汽、预热过滤空气、循环空气一起由远红外加热后，经三元混合器混合均匀，进入填充有复合银催化剂的氧化炉进行催化氧化反应，反应后的气体经急冷后送入吸收塔反复吸收，得乙二醛水溶液，再经脱色得乙二醛产品。
2、 根据权利要求1所述的复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛 的新工艺，其特征在于乙二醇的汽化方式采用高压蒸汽直接喷 雾，并结合远红外加热实现乙二醇的汽化。
3、 根据权利要求1或2所述的复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的新工艺，其特征在于复合银催化剂为Ag-P-Se/瓷粒催化 剂，其中瓷粒占催化剂总重量的1% 70%。
4、 一种生产复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的氧化炉，它包括进料口、热交换器及出料口，其特征在于热交换器(1)的上、下侧壁分别设置了热换介质出口 (6)和入口 (7)，并在其 上方设置了栅板式支撑板(2)，所述栅板支撑板(2)由同心钢 板圆环(8)通过筋板(9)焊接而成，在该支撑板上铺满复合银 催化剂，并在催化剂层上方铺设净化除杂剂(3)，炉顶设有进料 口 (4)，并在炉底设置了出料口 (5)。
全文摘要
一种复合银催化氧化乙二醇生产乙二醛的新工艺，该工艺采用高压水蒸气喷雾结合远红外的加热方式气化乙二醇，气化后的乙二醇与蒸汽、预热过滤空气和循环空气经三元混合器混合均匀，进入集成了原料气净化除杂装置、并填充有Ag-P-Se/瓷粒催化剂的栅板式氧化炉进行催化氧化反应，反应后的气体经急冷后送入吸收塔反复吸收，再经脱色得乙二醛产品。本发明的Ag-P-Se/瓷粒催化剂的活性高，乙二醛的收率高达85％，杂质甲醛生成量少；栅板式支撑板解决了催化剂床层易变形、裂缝的缺点，同时还降低了床层阻力；工艺过程实现了净化除杂装置与氧化炉的集成，以及采用高压水蒸气喷雾结合远红外的加热方式汽化乙二醇，既节能又缩短工艺流程。
文档编号C07C47/02GK101643394SQ20091006376
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者丁一刚, 刘华华, 尹国平, 杜治平, 林建刚, 段小六, 华 袁, 邓支华 申请人:湖北省宏源药业有限公司;武汉工程大学