天然脂肪醇的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種天然脂肪醇的生產(chǎn)方法，包括凈化脂肪酸甘油酯；將生成的脂肪酸甲酯按碳鏈長(zhǎng)度分餾后依次進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)的反應(yīng)器I和反應(yīng)器II；將加氫產(chǎn)物通入蒸發(fā)器脫甲醇；最后經(jīng)過減壓精餾得到終產(chǎn)品，其技術(shù)要點(diǎn)是：所述反應(yīng)器I的進(jìn)料氫油比為5800~6500，反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，進(jìn)料預(yù)熱溫度為200~202℃，反應(yīng)器I的空塔氣速為0.055~0.061m/s，反應(yīng)器I的上部溫度在203~205℃、中部溫度在215~220℃、下部溫度在216~225℃；反應(yīng)器II的反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，空塔氣速為0.079~0.092m/s，反應(yīng)器II的上部溫度在205~210℃、中部溫度在208~215℃、下部溫度在210~220℃；反應(yīng)器I的高徑比為12~13；反應(yīng)器II的高徑比為14~15，反應(yīng)器I與反應(yīng)器II的有效容積比為1.3~1.5。解決了現(xiàn)有生產(chǎn)工藝產(chǎn)能及收率低、生產(chǎn)成本高、質(zhì)量空速低等問題。具有低毒性、高產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】天然脂肪醇的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)鏈伯醇的生產(chǎn)方法，特別是一種天然脂肪醇的生產(chǎn)方法。具體說是以脂肪酸甲酯為原料，采用固定床加氫工藝制備脂肪醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然脂肪醇主要是指六個(gè)碳原子以上的伯醇，它是生產(chǎn)增塑劑、洗滌劑和表面活性劑等精細(xì)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，被廣泛用于化工、石油、冶金、紡織、機(jī)械、采礦、建筑、皮革、造紙、食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、日用化工等領(lǐng)域。應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量也逐年增多?，F(xiàn)有工藝中，天然脂肪醇的生產(chǎn)方法主要包括:脂肪酸甲酯加氫法、羰基合成法、齊格勒制醇法以及氧化石蠟合成仲醇法等。
[0003]其中，脂肪酸甲酯加氫法因其工藝可控性強(qiáng)、污染低而被廣泛應(yīng)用。該反應(yīng)的反應(yīng)方程式為:
RCOOCH3+H.......-.............該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原料脂肪酸甲酯呈液 態(tài)，催化加氫設(shè)備是一個(gè)固體床絕熱反應(yīng)器，不能通過蒸汽伴熱或冷凝水來控制反應(yīng)器的溫度，從而無法將反應(yīng)所釋放的熱量及時(shí)排出，致使難于控制反應(yīng)器的溫度，會(huì)產(chǎn)生一系列副反應(yīng)，如生成烷烴、環(huán)狀聚合物等。致使產(chǎn)率降低、安全性無法保證。為此，曾發(fā)明了如CN101633602Α公開的一種脂肪酸甲酯固定床加氫制備脂肪醇的方法。該方法主要為在換熱器的進(jìn)料端加入一定比例的純度> 99.8wt%的甲醇，利用甲醇在過程中的釋放和吸收反應(yīng)熱，使固定床催化加氫反應(yīng)器溫度保持相對(duì)恒定，從而減少了副反應(yīng)的發(fā)生。
[0004]雖然該方法克服了絕熱反應(yīng)器不能進(jìn)行熱量交換的缺點(diǎn)，但是，增加反應(yīng)產(chǎn)物中甲醇的量，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)逆向進(jìn)行，抑制了脂肪醇的產(chǎn)量，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。額外增加了純度> 99.8wt%的甲醇，不但提高了生產(chǎn)成本，而且導(dǎo)致車間空氣中甲醇含量升高，嚴(yán)重影響了工作人員的身體健康。此外，反應(yīng)產(chǎn)物中甲醇含量升高，又會(huì)導(dǎo)致終產(chǎn)品分離成本升高?？梢?，該方法雖然有效降低了副反應(yīng)的發(fā)生，但卻具有諸多缺點(diǎn)，無法切合實(shí)際生產(chǎn)的需要。為此，發(fā)明人改進(jìn)了原有工藝，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種天然脂肪醇的生產(chǎn)方法，從根本上解決了現(xiàn)有生產(chǎn)工藝產(chǎn)能及收率低、生產(chǎn)成本高、反應(yīng)器質(zhì)量空速低等問題。其通過調(diào)整催化劑用量，采用兩個(gè)具有不同高徑比的反應(yīng)器，具有低毒性、高產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該天然脂肪醇的生產(chǎn)方法，包括凈化脂肪酸甘油酯；醇解后將生成的脂肪酸甲酯按碳鏈長(zhǎng)度分餾后依次進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)的反應(yīng)器I和反應(yīng)器
II;將加氫產(chǎn)物通入蒸發(fā)器脫甲醇；最后經(jīng)過減壓精餾得到終產(chǎn)品，其技術(shù)要點(diǎn)是:所述反應(yīng)器I的進(jìn)料氫油比為5800~6500，反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，進(jìn)料預(yù)熱溫度為200~202°C，反應(yīng)器I的空塔氣速為0.055~0.061m/s,反應(yīng)器I的上部溫度在203~205°C、中部溫度在215~220°C、下部溫度在216~225°C ;反應(yīng)器II的反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，空塔氣速為0.079~0.092m/s，反應(yīng)器II的上部溫度在205~210°C、中部溫度在208~215°C、下部溫度在210^2200C ;反應(yīng)器I的高徑比為12~13 ;反應(yīng)器II的高徑比為14~15，反應(yīng)器I與反應(yīng)器II的有效容積比為1.3~1.5。
[0007]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極的技術(shù)效果是:原有Henkel工藝米用兩級(jí)串聯(lián)的等大加氫反應(yīng)器，受催化劑床層最高點(diǎn)溫度制約，無法提高反應(yīng)器質(zhì)量空速，而且反應(yīng)器II中的催化劑絕大部分被浪費(fèi)。本發(fā)明的生產(chǎn)方法通過調(diào)整反應(yīng)器的高徑比，給質(zhì)量空速的提高留出了操作空間，即使提高反應(yīng)器質(zhì)量空速，也不會(huì)因催化劑床層溫度過高導(dǎo)致副反應(yīng)加劇，因此有效提高了催化劑的有效利用率，提高了產(chǎn)能，并避免了催化劑床層局部升溫過快，兩級(jí)反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布更合理。在同樣產(chǎn)能的情況下，催化劑單批次耗量可至少降低17.65wt%，副產(chǎn)品生成量至少降低0.12wt%，加氫產(chǎn)品RH值由0.79~1.0%下降為0.67、.88%。此外，本發(fā)明的生產(chǎn)方法，無需在原料中加入高純度甲醇，從而避免了產(chǎn)能低下、收率低、環(huán)境中甲醇濃度升高等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0009]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0010]圖中序號(hào)說明:1高壓泵、2換熱器、3預(yù)熱器、4反應(yīng)器1、5反應(yīng)器11、6冷卻器、7分離器、8循環(huán)泵、A脂肪酸甲酯、BI循環(huán)氫、B2新氫、C加氫產(chǎn)品混合物。
【具體實(shí)施方式】
[0011]根據(jù)圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明針對(duì)原有Henkel工藝以及原料加甲醇的Henkel工藝為對(duì)照，進(jìn)行詳細(xì)闡述。Henkel工藝生產(chǎn)天然脂肪醇的工藝主要包括油脂凈化、高壓醇解、醇解產(chǎn)物分離、脂肪酸甲酯精餾、脂肪酸甲酯高壓加氫、加氫產(chǎn)品分離、脂肪醇精餾等步驟。其中，高壓醇解及脂肪酸甲酯加氫步驟是Henkel工藝的核心部分，直接影響終產(chǎn)品收率及產(chǎn)品質(zhì)量，通過高壓醇解將脂肪酸甘油酯轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅峒柞ィ舅峒柞ソ?jīng)高壓加氫后生成脂肪醇，其余步驟為物理分離、提純過程，以上內(nèi)容屬于公知【技術(shù)領(lǐng)域】不再詳細(xì)論述。
[0012]Henkel工藝中，采用兩臺(tái)有效容積為12m3 (高徑比為16.33)的同規(guī)格的反應(yīng)器(本發(fā)明中的反應(yīng)器即是指絕熱的加氫反應(yīng)器)，但是在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，脂肪酸甲酯加氫反應(yīng)主要集中在反應(yīng)器I，反應(yīng)器II發(fā)揮的正面作用較小，且由于脂肪酸甲酯加氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，大部分甲酯在反應(yīng)器I完成反應(yīng)后產(chǎn)生的熱量會(huì)被物料及循環(huán)氫氣帶到反應(yīng)器II中，反應(yīng)器II的催化劑床層及物料在獲得來自反應(yīng)器I的反應(yīng)熱后，再次進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)物料流速一定的情況下，散熱量一定，即會(huì)導(dǎo)致熱量的累積，迫使反應(yīng)器II溫度急劇升高，從而引發(fā)烷烴、環(huán)狀聚合物等副反應(yīng)的發(fā)生。即產(chǎn)物脂肪醇繼續(xù)發(fā)生加氫反應(yīng)生成難于分離的烷烴，進(jìn)而影響產(chǎn)品收率及質(zhì)量。為避免上述情況發(fā)生，通常的方法是減少進(jìn)料量或催化劑用量或在原料中加入甲醇。本領(lǐng)域技術(shù)人員不可能想到提高進(jìn)料量后仍能獲得高產(chǎn)高質(zhì)的加氫產(chǎn)品。
[0013]針對(duì)該現(xiàn)象，通過調(diào)整反應(yīng)器高徑比進(jìn)而影響反應(yīng)器的空塔氣速，最終實(shí)現(xiàn)將加氫反應(yīng)更多的集中在反應(yīng)器I，經(jīng)過大量的實(shí)踐調(diào)整，最終確定了最佳的反應(yīng)器高徑比及進(jìn)料速度，使產(chǎn)率得到了顯著提高。反應(yīng)器I的高徑比為12~13 ;反應(yīng)器II的高徑比為14~15，反應(yīng)器I與反應(yīng)器II的有效容積比為1.3^1.5。反應(yīng)器II較反應(yīng)器I相比，高徑比更大，空塔氣速更快、生產(chǎn)過程中物料流速更快，反應(yīng)熱更容易被帶出，因此空塔氣速更快，反應(yīng)器I的空塔氣速為0.055~0.061m/s,反應(yīng)器II的空塔氣速為0.079~0.092m/s。反應(yīng)器I的進(jìn)料氫油比為5800-6500，進(jìn)料預(yù)熱溫度為20(T202°C，反應(yīng)器I和反應(yīng)器II的反應(yīng)壓力均為24.5^25.5MPa。
[0014]在上述條件的制約下，可將反應(yīng)器I的上部、中部、下部溫度分別限定在203~205 °C、215~220 °C、216~225 °C ;將反應(yīng)器II的上部、中部、下部溫度分別限定在205~210°C、208~215°C、21(T220°C。反應(yīng)器I和反應(yīng)器II為封閉的絕熱容器，因此無法通過其他途徑達(dá)到控溫的目的。
[0015]以生產(chǎn)C12_14脂肪醇為例，該工藝主要涉及高壓泵1、換熱器2、預(yù)熱器3、反應(yīng)器14、反應(yīng)器115、冷卻器6、分離器7、循環(huán)泵8等設(shè)備。脂肪酸甲酯A經(jīng)高壓泵I加壓后依次經(jīng)過換熱器2和預(yù)熱器3后預(yù)熱至20(T202°C，然后以氫油比5800-6500通入氫氛圍的反應(yīng)器
I和反應(yīng)器II，反應(yīng)器I和反應(yīng)器II之間通入新氫Β2，維持反應(yīng)器II的氫氣濃度，加氫混合物由反應(yīng)器II底部回流至換熱器2，與循環(huán)氫BI和新投入的脂肪酸甲酯A換熱，節(jié)約了能耗。換熱后的加氫混合物經(jīng)換熱器2頂部進(jìn)入冷卻器6，冷卻后進(jìn)入分離器7，未參與反應(yīng)的氫氣經(jīng)循環(huán)泵8回流，加氫產(chǎn)品混合物C由分離器7底部流出進(jìn)入精餾系統(tǒng)。將脂肪酸甲酯加氫反應(yīng)器系統(tǒng)重新調(diào)整，改變反應(yīng)器高徑比，反應(yīng)器I高徑比由16.33調(diào)整為12.44，裝置最大負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)器I空塔氣速由0.071m/s減為0.058m/s，物料在反應(yīng)器I內(nèi)滯留時(shí)間延長(zhǎng)，利于發(fā)揮反應(yīng)器I內(nèi)催化劑最大效用。將兩級(jí)串聯(lián)反應(yīng)器最高溫度點(diǎn)控制在反應(yīng)器I中下部，反應(yīng)集中發(fā)生在反應(yīng)器I的中部。反應(yīng)器II高徑比由16.33調(diào)整為14.74，同時(shí)有效容積減小33.33%，相應(yīng)最大生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)反應(yīng)器II空塔氣速由0.071m/s提升為
0.087m/s，反應(yīng)器II空塔氣速提高利于將反應(yīng)熱快速帶出系統(tǒng)，避免了副反應(yīng)的發(fā)生。雖然消減了反應(yīng)器的有效容積(約4m3)，節(jié)約了每生產(chǎn)周期Cu-Zn催化劑的投入量(約6 t)，但是仍能保證相同或更高的產(chǎn)能，減少脂肪烷雜質(zhì)的生成量，加氫產(chǎn)品RH值由0.79^1.0%下降為0.67、.88%，從而提升了加氫產(chǎn)品的質(zhì)量并最終增加了脂肪醇的收率。
[0016]表1 Henkel工藝與本發(fā)明工藝相關(guān)參數(shù)的對(duì)比
【權(quán)利要求】
1.一種天然脂肪醇的生產(chǎn)方法，包括凈化脂肪酸甘油酯；醇解后將生成的脂肪酸甲酯按碳鏈長(zhǎng)度分餾后依次進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)的反應(yīng)器I和反應(yīng)器II;將加氫產(chǎn)物通入蒸發(fā)器脫甲醇；最后經(jīng)過減壓精餾得到終產(chǎn)品，其特征在于:所述反應(yīng)器I的進(jìn)料氫油比為5800~6500，反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，進(jìn)料預(yù)熱溫度為20(T202°C，反應(yīng)器I的空塔氣速為`0.055~0.061m/s,反應(yīng)器I的上部溫度在203~205°C、中部溫度在215~220°C、下部溫度在216~225°C ;反應(yīng)器II的反應(yīng)壓力24.5~25.5MPa，空塔氣速為0.079~0.092m/s,反應(yīng)器II的上部溫度在205~210°C、中部溫度在208~215°C、下部溫度在21(T220°C ;反應(yīng)器I的高徑比為12~13 ;反應(yīng)器II的高徑比為14~15，反應(yīng)器I與反應(yīng)器II的有效容積比為1.3^1.5。
【文檔編號(hào)】C07C29/149GK103980090SQ201410228689
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】劉希貴, 劉海剛, 劉阿麗, 付允杰, 劉永斌, 劉長(zhǎng)海, 黃玉培, 張健 申請(qǐng)人:燈塔北方化工有限公司