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CN104203886A - 生产异丙醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种生产异丙醇的方法。具有高纯度的异丙醇由包含水和异丙醇的进料获得。此外，在获得异丙醇的工艺中消耗的能量和用于生产设备的投资成本得到降低。

Description

生产异丙醇的方法
技术领域
本申请涉及一种生产异丙醇的方法。
背景技术
异丙醇(IPA)被用于多种目的，例如，在制造半导体器件、液晶显示器(LCD)等的电子工业中用作清洁剂。
异丙醇，例如可以由丙烯、丙酮等制备。多数情况下，由于包含异丙醇的反应物为含水的共沸混合物，因而难以将异丙醇从其中分离出来。
发明内容
技术问题
本申请的目的是提供一种生产异丙醇的方法。
技术方案
本申请涉及一种生产异丙醇的方法。示例性制备方法可以包括向分隔壁蒸馏塔(DWC)提供包含异丙醇的进料，以在分隔壁蒸馏塔中精制。
所述分隔壁蒸馏塔是一种设计用于蒸馏包含三种组分的进料的设备，所述三种组分包括所谓的低沸点物质、中沸点物质和高沸点物质。分隔壁蒸馏塔在热力学上相当于为热耦合蒸馏塔的Petlyuk塔。Petlyuk塔被设计成预分馏器和主塔以热集成结构排布的方式，其中，低沸点物质和高沸点物质主要在预分馏器中分离，预分馏器的塔顶部分和塔底部分各自被引入到主塔的供料区，从而低沸点物质、中沸点物质和高沸点物质在主塔中得到分离。相比之下，通过在塔中安装分隔壁，将分隔壁蒸馏塔以预分馏器集成进主分离器中的方式设计。
例如，所述分隔壁蒸馏塔可以具有图1所示的结构。图1示出了示例性分隔壁蒸馏塔100。如图1所示，示例性分隔壁蒸馏塔100可以具有内部被分隔壁101分开，以及包括上部冷凝器102、下部再沸器103等的结构。此外，分隔壁蒸馏塔100的内部可以划分为，例如塔顶部分104、塔底部分105、上部供料区106、下部供料区107、上部流出区108和下部流出区109，如基本上被虚线划分开的图1所示。此处，术语“上部和下部供料区”可以分别指在分隔壁101所位于的区域中，分隔壁蒸馏塔100在纵向上被分成两部分区域时，在分隔壁蒸馏塔结构中被分隔壁101划分的空间中向其提供进料的空间的上部和下部区域。此外，术语“上部和下部流出区”可以分别指在分隔壁101所位于的区域中，分隔壁蒸馏塔100在纵向上被分成两部分区域时，在分隔壁蒸馏塔结构中被分隔壁101划分的空间中产物流出的空间的上部和下部区域。
蒸馏异丙醇的过程中使用的分隔壁蒸馏塔的具体种类无特别限制。例如，可以使用具有如图1所示的一般结构的分隔壁蒸馏塔，或者可以使用考虑分离效率分隔壁的位置或形状设计成可以改变的分隔壁蒸馏塔。此外，分隔壁蒸馏塔的塔板数和内径无特别限制，例如，可以考虑进料组成根据由蒸馏曲线推导出的理论塔板数进行设定。
在所述制备方法中，引入分隔壁蒸馏塔的进料可以包含异丙醇和水。所述进料的水含量可以为10,000ppm以下、2,500ppm以下或2,200ppm以下。此外，所述进料中水含量的下限可以为例如1,000ppm。在所述制备方法中，由于进料中的水含量对于蒸馏过程的能量效率等是非常重要的因素，进料中的水含量可能需要调整至上述范围内。进料可以包含异丙醇和水，只要水含量控制在上述范围内，其具体组成无特别限定。一般来讲，取决于用来制备包含异丙醇的进料的方法，进料中可能包含多种杂质，并且通过上述方法可以有效去除所述杂质。
例如，进料可以提供至分隔壁蒸馏塔的上部供料区106。即，考虑进料组成，当将进料提供至分隔壁蒸馏塔时，通过将进料提供至上部供料区106，例如如图1所示，可以实现异丙醇的有效精制。
通过上述方法引入的进料可以以例如5,000kg/hr至13,000kg/hr的流速提供至分隔壁蒸馏塔。此外，供应至分隔壁蒸馏塔的进料的温度可以控制在例如75℃至135℃、80℃至100℃或85℃至95℃。通过提供上述流速和温度下的进料，可以实现适当的分离效率。
在将进料提供至分隔壁蒸馏塔的蒸馏过程中，DWC上部的操作温度可以控制在例如40℃至140℃或60℃至86℃。
此外，分隔壁蒸馏塔下部的操作温度可以控制在例如170℃以下或121℃以下。通过如上所述控制分隔壁蒸馏塔的操作条件，根据进料组成可以实现有效的蒸馏。当分隔壁蒸馏塔的下部的操作温度降低时，分隔壁蒸馏塔上部的操作温度可能也降低，因此用于冷却上部的冷却设施可能发生改变。在此情况下，存在所有已经设计好的工艺条件需要改变的问题。因此，分隔壁蒸馏塔的下部的操作温度的下限一般不特别限制，只要精制异丙醇所用的冷却水的温度范围不发生变化，并且可以为例如90℃以上或95℃以上。
在所述制备方法中，如果需要，分隔壁蒸馏塔的操作条件可以考虑分离效率等进行额外的调节。
例如，在精制过程中，上部操作压力可以控制在0.1kg/cm2至10.0kg/cm2或0.2kg/cm2至1.2kg/cm2。在所述操作压力下，根据进料组成可以实现有效的蒸馏。
此外，在正常的操作状态下，分隔壁蒸馏塔的塔顶排出物回流至分隔壁蒸馏塔的量可以控制在7,000kg/hr至22,000kg/hr或8,000kg/hr至20,000kg/hr。此外，在正常的操作状态下，分隔壁蒸馏塔的塔底排出物回流至分隔壁蒸馏塔的量可以控制在8,000kg/hr至26,000kg/hr或9,000kg/hr至23,000kg/hr。
通过使用上述方法操作分隔壁蒸馏塔，可以从引入的预定的进料中精制出具有高纯度的异丙醇。在一个实施方案中，包含异丙醇的产物可以在蒸馏过程后排入分隔壁蒸馏塔的下部流出区109。通过以此方式调整产物的流出区，可以从产物中得到具有更高纯度的异丙醇。在另一个实施方案中，产物中的水含量可以为300ppm以下、250ppm以下、200ppm以下、150ppm以下或100ppm以下。
有益效果
根据本申请，可以从含有水和异丙醇的进料中得到具有高纯度的异丙醇。此外，在获得异丙醇的工艺中消耗的能量和制造设备的投资成本可以降低。
附图说明
图1为示出示例性分隔壁蒸馏塔的图。
100：分隔壁蒸馏塔(DWC)
101：分隔壁
102：冷凝器
103：再沸器
104：塔顶部分
105：塔底部分
106：上部供料区
107：下部供料区
108：上部流出区
109：下部流出区
具体实施方式
下文将参照本申请的实施例和对比实施例更详细地说明本申请。然而，应该指出的是本申请的范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
通过向具有图1所示的结构的分隔壁蒸馏塔提供包含异丙醇的进料，进行精制工艺。考虑进料组成由蒸馏曲线计算的理论塔板数用作分隔壁蒸馏塔的塔板数。使用包含97.5wt％至98.5wt％的异丙醇、0.5wt％至1.0wt％(5,000ppm至10,000ppm)水含量和0.3wt％至1.0wt％的含有乙醇等的其他杂质的进料。如图1所示，通过将进料引入分隔壁蒸馏塔的上部供料区进行精制工艺。当将进料引入分隔壁蒸馏塔的上部供料区时，流速保持在约6,250kg/hr，进料的温度保持在约90℃。在稳态下，在将分隔壁蒸馏塔上部的操作压力保持在约1.1kg/cm2，上部的操作温度保持在约73℃，下部的操作温度保持在约108℃的同时进行精制。在分隔壁蒸馏塔的下部流出区得到包含精制的异丙醇的产物。
实施例2
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，使用水含量为0.25wt％(2,500ppm)的进料。
实施例3
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的上部的操作温度为40℃。
实施例4
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的上部的操作温度为140℃。
对比实施例1
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的上部的操作温度为35℃。
对比实施例2
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的上部的操作温度为150℃。
对比实施例3
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的下部的操作温度为85℃。在此情况下，尽管其本身卡路里消耗小，冷凝器中使用的冷却水的温度显著降低，因此，存在必须改变工艺设计条件的问题。
对比实施例4
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，分隔壁蒸馏塔的下部的操作温度为180℃。
对比实施例5
以与实施例1相同的方式进行精制过程，不同的是，使用水含量为1.1wt％(11,000ppm)的进料。
通过进行实施例和对比实施例的精制工艺得到的产物的组成和各个工艺中再沸器和冷凝器的卡路里消耗量示于表1中。
表1

Claims (10)

1.一种生产异丙醇的方法，包括：
将包含异丙醇和水的进料引入分隔壁蒸馏塔，其中，所述进料的水含量为1,000至10,000ppm；以及
在将所述分隔壁蒸馏塔上部的操作温度保持在40℃至140℃，并将所述分隔壁蒸馏塔下部的操作温度保持在170℃以下的同时，对所述进料进行蒸馏。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进料中的水含量为2,500ppm以下。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进料被提供至所述分隔壁蒸馏塔的上部供料区。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进料的引入流速控制在5,000kg/hr至13,000kg/hr。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进料的温度控制在75℃至135℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸馏塔的上部的操作温度控制在60℃至86℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸馏塔的下部的操作温度控制在121℃以下。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸馏塔的上部的操作压力控制在0.1kg/cm2至10.0kg/cm2。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，包含异丙醇的产物由所述分隔壁蒸馏塔的下部流出区得到。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述产物的水含量为300ppm以下。
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