专利名称：一种丙烯醛的分离和回收方法
技术领域：
本发明涉及一种从丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的反应产物体系中分离和回收未反应的丙烯醛的方法。
背景技术：
丙烯醛水合反应是在酸催化作用下进行的，由于丙烯醛和生成的产物3-羟基丙醛都是比较活泼的物质，在反应进行完全的情况下，势必会导致丙烯醛水合液中的副产物增多，选择性降低。同时，由于丙烯醛的沸点比较低，容易与产物和水分离进行循环使用，所以在丙烯醛水合反应过程中一般控制丙烯醛的转化率在50％左右，以能够得到较高的产物选择性。但是水合反应过程中未反应的丙烯醛如果不加以分离和回收，则会使后续加氢催化剂的活性迅速下降，影响加氢催化剂的使用寿命，并且增加丙烯醛原料的消耗定额。一般丙烯醛分离回收基本采用传统的闪蒸和精馏等方法，但由于丙烯醛与3-羟基丙醛的化学性质都比较活泼，在加热的状态下，随着丙烯醛的分离，3-羟基丙醛容易发生自身或与丙烯醛的缩合反应，致使3-羟基丙醛水溶液中的3-羟基丙醛含量下降，一方面降低了终产品1，3-丙二醇的收率，另一方面产生的缩聚物容易导致加氢催化剂中毒。另外，由于丙烯醛的沸点比较低，丙烯醛回收需要的能量比较大。因此，通常的方法不适用于丙烯醛水合液中未反应丙烯醛的分离和回收。在美国专利US3518310、US5015789、US5093537、US6140543中都提到了采用薄膜蒸发器来分离丙烯醛水合液中的丙烯醛，以尽量缩短水合液与热源的接触时间，从而避免了丙烯醛的聚合和副反应的发生，虽然丙烯醛的回收率有所提高，但所需的薄膜蒸发器设备投资及冷凝器的操作费用比较大，并且操作也比较困难。在中国专利CN1176057提到了采用减压精馏冷凝，并在脱醛过程中引入惰性气体的方法来分离和回收丙烯醛，虽然此方法可以有效地降低精馏塔的操作温度，减少副产物的生成，但是在丙烯醛冷凝回收过程中，容易引起丙烯醛的聚合和回收困难，从而导致操作困难和丙烯醛回收率的降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更有效的丙烯醛分离和回收方法，即采用设备投资少和操作方便的气提-吸收法。通过气提可使丙烯醛水合液中的丙烯醛质量含量降低到0.5％以下，而3-羟基丙醛的含量不降低，避免了物料发生化学变化；同时，通过用水对含丙烯醛的气提气体进行喷淋吸收，丙烯醛回收率超过92％(质量)以上。
本发明是通过以下技术方案实现的将含有1～15％(质量)丙烯醛的3-羟基丙醛水溶液由塔顶进入脱醛塔，脱醛塔塔板数为3～18块，优选8～15块；从脱醛塔的底部通入气提气体，气提气为空气或氮气，气液比为100～500∶1，优选150～350∶1；脱醛塔塔釜温度控制为40～75℃，优选为50～65℃，脱醛塔常压操作。含丙烯醛1～15％(质量)的3-羟基丙醛水溶液中加入阻聚剂，阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、愈创木酚、吩噻嗪、2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基或亚磷酸三(2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯中的一种或它们的复配物，阻聚剂的加入量为100～10000ppm。经脱醛后的3-羟基丙醛水溶液连续排出进入脱醛液贮罐，用作3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的原料。从脱醛塔气提出的含丙烯醛气体进入丙烯醛吸收塔的底部，吸收塔的塔板数为5～20块，优选10～15块；吸收塔的塔顶喷入0～20℃的吸收水，优选为5～15℃；吸收水与脱醛塔进料比为0.5～5.0∶1，优选为1.5～2.5∶1。吸收液连续排出进入丙烯醛吸收液贮罐，用作水合反应的原料。脱醛塔塔底得到丙烯醛含量小于0.5质量％的3-羟基丙醛水溶液符合加氢制备1，3-丙二醇反应要求的原料，丙烯醛吸收塔得到丙烯醛含量大于2.5～4.5％(质量)的吸收液，进入接收罐，作为配制丙烯醛水合反应的原料；丙烯醛的回收率达到了92％(质量)以上。
本发明涉及的丙烯醛分离回收方法易于实现，而且操作简单，能耗低。针对丙烯醛和3-羟基丙醛化学性质活泼、不稳定的特点，采用气提回收的方法，降低了脱醛塔的操作温度，而且使得丙烯醛水合液中的丙烯醛的含量从原来的1～15质量％降到了0.5质量％以下，达到了加氢反应的要求，同时使得丙烯醛的回收率达到了92％(质量)以上，降低了原料消耗定额，延长了加氢催化剂的使用寿命。
图1是本发明的丙烯醛分离回收方法的工艺流程图。
图中标号表示1-进料泵，2-脱醛塔，3-吸收塔，4-丙烯醛吸收液贮罐，5-脱醛液贮罐。
具体实施例方式下面将以具体的实施例来加以说明，但本发明内容不局限于这些
实施例1本实施例是先将含有4.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液用进料泵[1]连续打入脱醛塔[2]的顶部，脱醛塔[2]塔釜预热至52℃，并在脱醛塔[2]塔釜通入经计量后的惰性气体，气液比为150～180∶1，脱醛塔的塔板数为8～12块，常压操作，脱醛后的3-羟基丙醛水溶液的丙烯醛含量从原来的4.5质量％下降到了0.3质量％，进入到脱醛液贮罐[5]，作为3-羟基丙醛加氢的原料。经气提出的丙烯醛随惰性气体从脱醛塔[2]塔顶进入丙烯醛吸收塔[3]的塔釜，吸收塔[3]塔顶喷入经计量冷却至5℃的吸收水，吸收水与脱醛塔进料的比为1.2∶1，吸收塔的塔板数为6～10块，吸收液中的丙烯醛含量为3.8质量％，丙烯醛回收率为94％，吸收液进入丙烯醛吸收液贮罐[4]，作为丙烯醛水合反应的配料。
实施例2本实施例与实施例1不同的是，将含有5.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液用进料泵[1]连续打入脱醛塔[2]的顶部，脱醛塔[2]塔釜预热至56℃，脱醛塔[2]的塔板数为10～14块，塔釜通入的惰性气体与进料的气液比为200～220∶1，常压操作，脱醛后的3-羟基丙醛水溶液的丙烯醛含量从原来的5.5质量％下降到了0.5质量％，进入到脱醛液贮罐[5]，作为3-羟基丙醛加氢的原料。经气提出的丙烯醛随惰性气体从脱醛塔[2]塔顶进入丙烯醛吸收塔[3]的塔釜，吸收塔[3]塔顶喷入经计量冷却至5℃的吸收水，吸收水与脱醛塔进料的比为1.5∶1，吸收塔[3]的塔板数为6～10块，吸收液中的丙烯醛含量为3.5质量％，丙烯醛回收率为92％，吸收液进入丙烯醛吸收液贮罐[4]，作为丙烯醛水合反应的配料。
比较实施例1将含有4.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液预热至55～60℃，进入一精馏塔中部，空塔液速为0.6m/h，精馏塔的塔板数为15～20块，精馏塔的真空度为-0.090～0.092Mpa，精馏塔塔底通入惰性气体，气液体积比为15～20∶1，分离后，水合液中的丙烯醛含量从4.5质量％降至0.9质量％，分离后的丙烯醛经冷凝后得以回收。回收率为88％。
比较实施例2将含有5.5％(质量)丙烯醛的丙烯醛水合液预热至60～65℃，进入精馏塔中部，空塔液速为0.6m/h，精馏塔的塔板数为15～20块，精馏塔的真空度为-0.090～0.092Mpa，精馏塔塔底通入惰性气体，气液体积比为20～25∶1，分离后，水合液中的丙烯醛含量从5.5质量％降至0.7质量％，分离后的丙烯醛经冷凝后得以回收。回收率为86％。
权利要求
1.一种丙烯醛的分离和回收方法，其特征在于含有1～15质量％，丙烯醛的3-羟基丙醛水溶液由顶部进入脱醛塔，在脱醛塔底部通入气体气提出溶液中的丙烯醛，脱醛塔的塔板数为3～18块，脱醛塔塔釜温度为40～75℃，气提气体与3-羟基丙醛水溶液的气液体积比为100～500∶1；含丙烯醛的气提气进入丙烯醛的吸收塔底部，被塔顶通入的吸收水喷淋吸收，吸收水的温度为0～20℃，吸收塔的塔板数为5～20块，吸收水用量与脱醛塔进料量之体积比为0.5～5∶1，得到的含有丙烯醛的吸收液进入接收罐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱醛塔的气提气为空气或氮气，常压操作，脱醛塔的塔板数为8～15块，脱醛塔的操作温度为50～65℃，气提气与3一羟基丙醛水溶液的气液体积比为150～350∶1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于经脱醛塔气提后的含丙烯醛的气体进入丙烯醛的吸收塔底部，吸收塔的塔板数为10～15块，吸收水温度为5～15℃，吸收水用量与脱醛塔进料量之体积比为1.5～2.5∶1，常压操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于含丙烯醛1～15质量％的3-羟基丙醛水溶液中加入阻聚剂，阻聚剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、愈创木酚、吩噻嗪、2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶氮氧自由基或亚磷酸三(2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯中的一种或它们的复配物，阻聚剂的加入量为100～10000ppm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由脱醛塔塔釜得到的丙烯醛质量含量小于0.5％的3-羟基丙醛水溶液，经冷却后进入脱醛液接收罐，作为3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的原料；由吸收塔得到的含有2.5～4.5质量％丙烯醛的水溶液进入丙烯醛吸收液接收罐，作为配制丙烯醛水合反应的原料。
全文摘要
本发明提供了一种丙烯醛水合反应制备3－羟基丙醛过程中未反应的丙烯醛从反应产物中分离和回收的方法。采用气提－吸收的方法，通过在脱醛塔底部通入气体将丙烯醛从反应产物中气提出来，然后在吸收塔中用水进行吸收，从而实现丙烯醛的分离和回收。本发明提供的方法分离效果好，丙烯醛残余量低，丙烯醛回收率高，吸收液可直接用于丙烯醛水合反应中原料的配制。
文档编号C07C47/22GK1803750SQ200610023540
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月23日 优先权日2006年1月23日
发明者张春雷, 宁春利, 周柳茵, 赵小歧, 邵敬铭 申请人:上海华谊丙烯酸有限公司