制备异丙醇的方法和装置与流程

本发明涉及一种制备异丙醇的方法和装置，并且更具体地，涉及一种可以通过估算催化剂损失并且在反应器中实时地补充催化剂来维持反应器性能的制备异丙醇的方法和装置。

背景技术：

1、异丙醇(ipa)在诸如半导体或液晶显示器(lcd)的制造等电子工业中用于各种目的，包括用于清洁剂的溶剂、用于工业油漆和试剂的原料、油漆、墨水等。

2、异丙醇可以通过丙烯与水反应来制备。例如，丙烯单体与水在反应器中在酸催化剂的存在下在高压和高温条件下在气相中反应，由此得到包含异丙醇、未反应的丙烯单体和水的反应产物；气相反应产物通过热交换器移动至吸收塔；包含未反应的丙烯单体的气相流在吸收塔的上部排出，异丙醇与水的混合物在吸收塔的下部分离；然后可以通过从混合物中纯化而得到异丙醇。从混合物中分离的水可以作为工艺用水再循环和使用，并且它的一部分作为废水排放。

3、作为酸催化剂，可以使用磷酸类催化剂诸如sio2负载的h3po4，并且随着一部分磷酸引入至反应产物，可能在反应器中发生磷酸损失，因此，反应效率下降，从而降低异丙醇的最终产率。

4、因此，需要一种估算反应器中的磷酸损失并且补充磷酸以维持反应效率的工艺。

5、图1示意性地示出了在制备异丙醇的常规工艺中进行的估算催化剂损失的过程，其中，在热交换器与吸收塔之间的管中取一部分流并且取样以得到样品溶液，测量其ph，并且可以由结果估算和补充反应器中的磷酸损失。

6、在如上所述的常规技术中，由于对高压下的反应产物取样并且离线测量样品的ph，因此在取样过程中伴随环境和安全困难诸如蒸汽产生。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明是为了解决背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种可以估算和实时补充催化剂损失以在异丙醇的制备期间维持丙烯与水的反应效率的方法和装置。

3、技术方案

4、在一个总体方面，一种制备异丙醇的方法包括：

5、(s1)在催化剂的存在下将包含丙烯单体和水的进料流供应至反应器以进行气相反应；

6、(s2)将由所述气相反应得到的反应产物在热交换器中部分地冷凝，将未冷凝的气相反应产物转移到吸收塔，并且将冷凝的液相反应产物的一部分转移至在线连接在所述热交换器与所述吸收塔之间的ph测量系统；

7、(s3)测量转移至所述ph测量系统的所述液相反应产物的ph以计算催化剂含量，并且将对应于计算的含量的所述催化剂的量补充至所述反应器；和

8、(s4)将所述气相反应产物中包含的异丙醇溶解在吸收水中，并且在所述吸收塔中分离所述异丙醇。

9、在另一总体方面，一种制备异丙醇的装置包括：

10、反应器，使丙烯单体与水在催化剂的存在下反应；

11、热交换器，将从所述反应器得到的气相反应产物部分地冷凝；

12、吸收塔，分离从所述热交换器转移的所述气相反应产物中包含的异丙醇；和

13、ph测量系统，在线连接在所述热交换器与所述吸收塔之间。

14、有益效果

15、根据本发明，为了在异丙醇的制备期间维持丙烯与水的反应效率，在线测量反应产物的ph，并且由结果计算损失的催化剂含量，由此估算并实时补充催化剂损失，以维持反应效率来生产异丙醇。

16、此外，由于这样的在线ph测量不涉及如在常规离线方法中的单独取样工艺，因此抑制了蒸汽产生，从环境和安全角度来看这是有利的。

技术特征：

1.一种制备异丙醇的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，所述气相反应产物是包含异丙醇、未反应的丙烯单体、未反应的水、所述反应中使用的催化剂和杂质的气相流。

3.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，所述催化剂包括磷酸类催化剂。

4.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，在所述热交换器中，通过与供应至所述反应器的所述进料流热交换将所述气相反应产物冷凝至100℃至140℃。

5.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，将通过在所述热交换器中冷凝得到的所述液相反应产物的一部分通过压力控制转移至在线连接的所述ph测量系统。

6.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，将转移至所述ph测量系统的所述液相反应产物经过减压、气体去除和冷却工艺，然后测量它的ph。

7.根据权利要求6所述的制备异丙醇的方法，其中，当转移至所述ph测量系统时，所述液相反应产物的减压在初始压力的1/25至1/35的范围内进行。

8.根据权利要求6所述的制备异丙醇的方法，其中，所述液相反应产物的气体去除是去除所述减压工艺中产生的气体。

9.根据权利要求6所述的制备异丙醇的方法，其中，使用冷却剂进行所述反应产物的冷却至20℃至40℃的温度。

10.一种制备异丙醇的装置，包括：

11.根据权利要求10所述的制备异丙醇的装置，其中，所述ph测量系统包括减压单元、气体去除单元、冷却单元、ph测量单元和运算单元。

技术总结提供了一种制备异丙醇的方法，包括：(S1)在催化剂的存在下将包含丙烯单体和水的进料流供应至反应器以进行气相反应；(S2)将由所述气相反应得到的反应产物在热交换器中部分地冷凝，将未冷凝的气相反应产物转移到吸收塔，并且将冷凝的液相反应产物的一部分转移至在线连接在所述热交换器与所述吸收塔之间的pH测量系统；(S3)测量转移到pH测量系统的液相反应产物的pH以计算催化剂含量，并且将对应于计算的含量的催化剂的量补充至反应器；和(S4)将所述气相反应产物中包含的异丙醇溶解在吸收水中，并且在所述吸收塔中分离所述异丙醇；并且提供了一种用于进行所述方法的装置。技术研发人员：张暻洙,李成圭,黄盛浚,林佶泽受保护的技术使用者：株式会社LG化学技术研发日：技术公布日：2024/6/18