生產(chǎn)異丙醇的方法
【專利摘要】本申請涉及一種生產(chǎn)異丙醇的方法。具有高純度的異丙醇由包含水和異丙醇的進(jìn)料獲得。此外，在獲得異丙醇的工藝中消耗的能量和用于生產(chǎn)設(shè)備的投資成本得到降低。
【專利說明】生產(chǎn)異丙醇的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及一種生產(chǎn)異丙醇的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 異丙醇（IPA)被用于多種目的，例如，在制造半導(dǎo)體器件、液晶顯示器（LCD)等的 電子工業(yè)中用作清潔劑。
[0003] 異丙醇，例如可以由丙烯、丙酮等制備。多數(shù)情況下，由于包含異丙醇的反應(yīng)物為 含水的共沸混合物，因而難以將異丙醇從其中分離出來。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題
[0005] 本申請的目的是提供一種生產(chǎn)異丙醇的方法。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 本申請涉及一種生產(chǎn)異丙醇的方法。示例性制備方法可以包括向分隔壁蒸餾塔 (DWC)提供包含異丙醇的進(jìn)料，以在分隔壁蒸餾塔中精制。
[0008] 所述分隔壁蒸餾塔是一種設(shè)計用于蒸餾包含三種組分的進(jìn)料的設(shè)備，所述三種組 分包括所謂的低沸點物質(zhì)、中沸點物質(zhì)和高沸點物質(zhì)。分隔壁蒸餾塔在熱力學(xué)上相當(dāng)于為 熱耦合蒸餾塔的Petlyuk塔。Petlyuk塔被設(shè)計成預(yù)分餾器和主塔以熱集成結(jié)構(gòu)排布的方 式，其中，低沸點物質(zhì)和高沸點物質(zhì)主要在預(yù)分餾器中分離，預(yù)分餾器的塔頂部分和塔底部 分各自被引入到主塔的供料區(qū)，從而低沸點物質(zhì)、中沸點物質(zhì)和高沸點物質(zhì)在主塔中得到 分離。相比之下，通過在塔中安裝分隔壁，將分隔壁蒸餾塔以預(yù)分餾器集成進(jìn)主分離器中的 方式設(shè)計。
[0009] 例如，所述分隔壁蒸餾塔可以具有圖1所示的結(jié)構(gòu)。圖1示出了示例性分隔壁蒸 餾塔100。如圖1所示，示例性分隔壁蒸餾塔100可以具有內(nèi)部被分隔壁101分開，以及包 括上部冷凝器102、下部再沸器103等的結(jié)構(gòu)。此外，分隔壁蒸餾塔100的內(nèi)部可以劃分為， 例如塔頂部分104、塔底部分105、上部供料區(qū)106、下部供料區(qū)107、上部流出區(qū)108和下部 流出區(qū)109,如基本上被虛線劃分開的圖1所示。此處，術(shù)語"上部和下部供料區(qū)"可以分 別指在分隔壁101所位于的區(qū)域中，分隔壁蒸餾塔100在縱向上被分成兩部分區(qū)域時，在分 隔壁蒸餾塔結(jié)構(gòu)中被分隔壁101劃分的空間中向其提供進(jìn)料的空間的上部和下部區(qū)域。此 夕卜，術(shù)語"上部和下部流出區(qū)"可以分別指在分隔壁101所位于的區(qū)域中，分隔壁蒸餾塔100 在縱向上被分成兩部分區(qū)域時，在分隔壁蒸餾塔結(jié)構(gòu)中被分隔壁101劃分的空間中產(chǎn)物流 出的空間的上部和下部區(qū)域。
[0010] 蒸餾異丙醇的過程中使用的分隔壁蒸餾塔的具體種類無特別限制。例如，可以使 用具有如圖1所示的一般結(jié)構(gòu)的分隔壁蒸餾塔，或者可以使用考慮分離效率分隔壁的位置 或形狀設(shè)計成可以改變的分隔壁蒸餾塔。此外，分隔壁蒸餾塔的塔板數(shù)和內(nèi)徑無特別限制， 例如，可以考慮進(jìn)料組成根據(jù)由蒸餾曲線推導(dǎo)出的理論塔板數(shù)進(jìn)行設(shè)定。 toon] 在所述制備方法中，引入分隔壁蒸餾塔的進(jìn)料可以包含異丙醇和水。所述進(jìn)料的 水含量可以為10, OOOppm以下、2, 500ppm以下或2, 200ppm以下。此外，所述進(jìn)料中水含量 的下限可以為例如l，000ppm。在所述制備方法中，由于進(jìn)料中的水含量對于蒸餾過程的能 量效率等是非常重要的因素，進(jìn)料中的水含量可能需要調(diào)整至上述范圍內(nèi)。進(jìn)料可以包含 異丙醇和水，只要水含量控制在上述范圍內(nèi)，其具體組成無特別限定。一般來講，取決于用 來制備包含異丙醇的進(jìn)料的方法，進(jìn)料中可能包含多種雜質(zhì)，并且通過上述方法可以有效 去除所述雜質(zhì)。
[0012] 例如，進(jìn)料可以提供至分隔壁蒸餾塔的上部供料區(qū)106。即，考慮進(jìn)料組成，當(dāng)將進(jìn) 料提供至分隔壁蒸餾塔時，通過將進(jìn)料提供至上部供料區(qū)106,例如如圖1所示，可以實現(xiàn) 異丙醇的有效精制。
[0013] 通過上述方法引入的進(jìn)料可以以例如5, 000kg/hr至13, 000kg/hr的流速提供至 分隔壁蒸餾塔。此外，供應(yīng)至分隔壁蒸餾塔的進(jìn)料的溫度可以控制在例如75°C至135°C、 80°C至100°C或85°C至95°C。通過提供上述流速和溫度下的進(jìn)料，可以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)姆蛛x效 率。
[0014] 在將進(jìn)料提供至分隔壁蒸餾塔的蒸餾過程中，DWC上部的操作溫度可以控制在例 如 40°C至 140°C或 60°C至 86°C。
[0015] 此外，分隔壁蒸餾塔下部的操作溫度可以控制在例如170°C以下或121°C以下。通 過如上所述控制分隔壁蒸餾塔的操作條件，根據(jù)進(jìn)料組成可以實現(xiàn)有效的蒸餾。當(dāng)分隔壁 蒸餾塔的下部的操作溫度降低時，分隔壁蒸餾塔上部的操作溫度可能也降低，因此用于冷 卻上部的冷卻設(shè)施可能發(fā)生改變。在此情況下，存在所有已經(jīng)設(shè)計好的工藝條件需要改變 的問題。因此，分隔壁蒸餾塔的下部的操作溫度的下限一般不特別限制，只要精制異丙醇所 用的冷卻水的溫度范圍不發(fā)生變化，并且可以為例如90°C以上或95°C以上。
[0016] 在所述制備方法中，如果需要，分隔壁蒸餾塔的操作條件可以考慮分離效率等進(jìn) 行額外的調(diào)節(jié)。
[0017] 例如，在精制過程中，上部操作壓力可以控制在0· lkg/cm2至10. Okg/cm2或0· 2kg/ cm2至1. 2kg/cm2。在所述操作壓力下，根據(jù)進(jìn)料組成可以實現(xiàn)有效的蒸餾。
[0018] 此外，在正常的操作狀態(tài)下，分隔壁蒸餾塔的塔頂排出物回流至分隔壁蒸餾塔的 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 操作狀態(tài)下，分隔壁蒸餾塔的塔底排出物回流至分隔壁蒸餾塔的量可以控制在8, OOOkg/hr 至 26, 000kg/hr 或 9, 000kg/hr 至 23, 000kg/hr。
[0019] 通過使用上述方法操作分隔壁蒸餾塔，可以從引入的預(yù)定的進(jìn)料中精制出具有高 純度的異丙醇。在一個實施方案中，包含異丙醇的產(chǎn)物可以在蒸餾過程后排入分隔壁蒸餾 塔的下部流出區(qū)109。通過以此方式調(diào)整產(chǎn)物的流出區(qū)，可以從產(chǎn)物中得到具有更高純度的 異丙醇。在另一個實施方案中，產(chǎn)物中的水含量可以為300ppm以下、250ppm以下、200ppm 以下、150ppm以下或lOOpprn以下。
[0020] 有益效果
[0021] 根據(jù)本申請，可以從含有水和異丙醇的進(jìn)料中得到具有高純度的異丙醇。此外，在 獲得異丙醇的工藝中消耗的能量和制造設(shè)備的投資成本可以降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為示出示例性分隔壁蒸餾塔的圖。
[0023] 100 :分隔壁蒸餾塔（DWC)
[0024] 101 :分隔壁
[0025] 102 :冷凝器
[0026] 103 :再沸器
[0027] 104 :塔頂部分
[0028] 105 :塔底部分
[0029] 106 :上部供料區(qū)
[0030] 107 :下部供料區(qū)
[0031] 108:上部流出區(qū)
[0032] 109:下部流出區(qū)

【具體實施方式】
[0033] 下文將參照本申請的實施例和對比實施例更詳細(xì)地說明本申請。然而，應(yīng)該指出 的是本申請的范圍并不僅限于這些實施例。
[0034] 實施例1
[0035] 通過向具有圖1所示的結(jié)構(gòu)的分隔壁蒸餾塔提供包含異丙醇的進(jìn)料，進(jìn)行精制 工藝?？紤]進(jìn)料組成由蒸餾曲線計算的理論塔板數(shù)用作分隔壁蒸餾塔的塔板數(shù)。使用包 含 97. 5wt%至 98. 5wt% 的異丙醇、0· 5wt%至 1. Owt% (5, OOOppm 至 10, OOOppm)水含量和 0. 3wt%至1. Owt%的含有乙醇等的其他雜質(zhì)的進(jìn)料。如圖1所示，通過將進(jìn)料引入分隔壁 蒸餾塔的上部供料區(qū)進(jìn)行精制工藝。當(dāng)將進(jìn)料引入分隔壁蒸餾塔的上部供料區(qū)時，流速保 持在約6, 250kg/hr，進(jìn)料的溫度保持在約90°C。在穩(wěn)態(tài)下，在將分隔壁蒸餾塔上部的操作 壓力保持在約1. lkg/cm2,上部的操作溫度保持在約73°C，下部的操作溫度保持在約108°C 的同時進(jìn)行精制。在分隔壁蒸餾塔的下部流出區(qū)得到包含精制的異丙醇的產(chǎn)物。
[0036] 實施例2
[0037] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，使用水含量為0.25wt% (2, 500ppm)的進(jìn)料。
[0038] 實施例3
[0039] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的上部的操作 溫度為40°C。
[0040] 實施例4
[0041] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的上部的操作 溫度為140°C。
[0042] 對比實施例1
[0043] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的上部的操作 溫度為35°C。
[0044] 對比實施例2
[0045] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的上部的操作 溫度為150°C。
[0046] 對比實施例3
[0047] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的下部的操作 溫度為85°C。在此情況下，盡管其本身卡路里消耗小，冷凝器中使用的冷卻水的溫度顯著降 低，因此，存在必須改變工藝設(shè)計條件的問題。
[0048] 對比實施例4
[0049] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，分隔壁蒸餾塔的下部的操作 溫度為180°C。
[0050] 對比實施例5
[0051] 以與實施例1相同的方式進(jìn)行精制過程，不同的是，使用水含量為1. lwt% (ll，000ppm)的進(jìn)料。
[0052] 通過進(jìn)行實施例和對比實施例的精制工藝得到的產(chǎn)物的組成和各個工藝中再沸 器和冷凝器的卡路里消耗量示于表1中。
[0053] 表 1
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種生產(chǎn)異丙醇的方法，包括： 將包含異丙醇和水的進(jìn)料引入分隔壁蒸餾塔，其中，所述進(jìn)料的水含量為1，〇〇〇至 10,000ppm ;以及 在將所述分隔壁蒸餾塔上部的操作溫度保持在40°C至140°C，并將所述分隔壁蒸餾塔 下部的操作溫度保持在170°C以下的同時，對所述進(jìn)料進(jìn)行蒸餾。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述進(jìn)料中的水含量為2, 500ppm以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述進(jìn)料被提供至所述分隔壁蒸餾塔的上部供 料區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述進(jìn)料的引入流速控制在5, OOOkg/hr至 13, 000kg/hr。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述進(jìn)料的溫度控制在75°C至135°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸餾塔的上部的操作溫度控制在 60°C至 86°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸餾塔的下部的操作溫度控制在 121°C以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分隔壁蒸餾塔的上部的操作壓力控制在 0· lkg/cm2 至 10. Okg/cm2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，包含異丙醇的產(chǎn)物由所述分隔壁蒸餾塔的下部 流出區(qū)得到。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述產(chǎn)物的水含量為300ppm以下。
【文檔編號】C07C63/00GK104203886SQ201380015817
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】李成圭, 李鐘求, 申俊浩 申請人:Lg化學(xué)株式會社