用于制备异丙醇的方法与流程

相关申请的交叉引用本申请要求于2022年8月22日提交的韩国专利申请no.10-2022-0104769，和2023年4月24日提交的韩国专利申请no.10-2023-0053289的优先权的权益，该两项专利申请的全部内容并入本文作为本说明书的一部分。本发明涉及一种用于制备异丙醇的方法。

背景技术：

1、异丙醇(ipa)在诸如半导体或液晶显示器(lcd)的制造的电子工业中用于多种用途，包括清洁剂的溶剂、工业涂料和试剂的原料、油漆、油墨等。

2、异丙醇可以通过使丙烯与水反应制得。例如，丙烯单体与水在反应单元中在气相中反应，得到包含异丙醇、未反应的丙烯单体、未反应的水和副产物的反应产物，并且该气体反应产物通过后续工艺塔分离丙烯单体、水和副产物，从而纯化异丙醇。

3、在这一工艺中，将用作反应用水(40℃)的水加热至目标温度(100℃)，然后供应到反应器中，并与丙烯反应生产异丙醇，未反应的水可以在异丙醇纯化单元中分离、冷却并再循环为可以用于洗涤吸收塔和脱有机物(烃类)塔的两种类型的工艺用水，而一部分未反应的水作为废水排出。供应到反应器中的反应用水需要加热至100℃，通过该反应器回收的工艺用水需要冷却以再循环为洗涤用水。

4、因此，通常，将40℃的反应用水与通过纯化异丙醇的工艺回收的工艺用水(103℃)进行热交换。此处，为了使该工艺用水再循环至吸收塔和脱有机物塔，温度应该保持在96℃，因此，通过与工艺用水的热交换传递的热量受到限制，使得反应用水仅被预加热至约73℃。因此，为了将反应用水加热至目标温度(100℃)，需要诸如蒸汽或蒸汽冷凝的热公用工程(hot utility)。另外，为了使工艺用水通过热交换冷却至96℃以用于洗涤吸收塔和脱有机物塔，将工艺用水与低温的废水混合，然后调节为91℃的工艺用水和94℃的工艺用水并循环使用，其一部分作为废水排出。

5、图1示意性地示出了在制备ipa的常规工艺中，在将反应用水供应至反应器之前加热反应用水的工艺。

6、参照图1，在反应器100中得到的气体反应产物经过吸收塔201、气体纯化单元202、脱有机物塔301、脱水塔302和ipa分离单元303，得到纯化的ipa，为了使用从脱水塔302的下部获得的103℃的水作为工艺用水，将该水与40℃的反应用水在第一热交换器10a中进行热交换，然后将通过热交换器被预加热至73℃的反应用水供应至第二热交换器10b，使用加热方式(例如，140℃至200℃的低压蒸汽或低压蒸汽冷凝液)加热至目标温度(100℃)，并供应至反应器100中。同时，103℃的工艺用水通过热交换器用40℃的反应用水冷却至96℃，将其一部分分别传送至吸收塔201和脱有机物塔301，并用作洗涤用水，剩余部分作为废水排出。即，工艺用水可以在冷却器20中与冷却用水进行热交换并作为低温的废水排出，一部分低温废水可以用于将96℃的工艺用水调节至91℃的工艺用水和94℃的工艺用水。

7、当使用诸如高温蒸汽的单独加热方式用于加热反应用水本身时，能耗增加，为了使具有高流量的所有工艺用水与反应用水进行热交换，热交换器应该具有大的面积，因此，存在工艺设计成本增加的限制。另外，当与反应用水已进行了热交换的工艺用水作为废水排出时，用于废水冷却所需的热量可能很大。

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，本发明的一个目的是提供一种方法，该方法可以通过仅通过热交换而没有单独的加热方式将用于制备异丙醇的反应用水加热至目标温度，并将加热的反应用水供应至反应器中，从而将能耗和成本的增加最小化。

3、技术方案

4、在一个一般方面，制备异丙醇的方法包括：

5、(s1)使反应用水经过第一热交换器和第二热交换器以加热所述反应用水，

6、(s2)将通过所述第二热交换器的所述反应用水与丙烯单体作为进料流供应至反应器，生产包含异丙醇(ipa)的气体反应产物，

7、(s3)从所述气体反应产物中纯化异丙醇并回收工艺用水，和

8、(s4)使所述工艺用水经过所述第二热交换器以冷却所述工艺用水，并将一部分冷却的工艺用水传送到所述第一热交换器，

9、其中，使所述反应用水在所述第一热交换器中与部分冷却的工艺用水接触进行初次加热，然后在所述第二热交换器中与所述工艺用水接触进行二次加热。

10、有益效果

11、根据本发明，供应到用于制备异丙醇的反应器中的反应用水，通过与通过反应器之后的后续工艺中回收的工艺用水的冷却的料流进行热交换而被初次加热，然后通过与温度比该冷却的料流高的工艺用水进行后续热交换而被二次加热，从而被升高至目标温度而无需单独的加热装置。

12、另外，可以克服初次加热的反应用水与具有高流量的工艺用水的热交换的限制，并且可以减少废水冷却所需的冷却方式，因此在能耗和成本方面是有优势的。

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，所述气体反应产物包含异丙醇、未反应的丙烯、未反应的水和副产物。

3.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，(s3)步骤包括：

4.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，在步骤(s3)中回收的工艺用水的温度为103℃至110℃。

5.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，回收的工艺用水经过所述第二热交换器以冷却至98℃至104℃的温度。

6.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，在所述第二热交换器中冷却的工艺用水通过所述第一热交换器被二次冷却至40℃至70℃。

7.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，所述反应用水的初始温度为30℃至50℃。

8.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，将所述反应用水在所述第一热交换器中与一部分冷却的工艺用水接触，以被初次加热至80℃至95℃的温度。

9.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，将初次加热的反应用水在所述第二热交换器中与所述工艺用水接触，以被二次加热至95℃至100℃的温度。

10.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，经过所述第一热交换器的反应用水与冷却的工艺用水之间的流量比(重量/重量)为1：1至1：1.7。

11.根据权利要求1所述的制备异丙醇的方法，其中，经过所述第二热交换器的初次加热的反应用水与工艺用水之间的流量比(重量/重量)为1：4至1：8。

技术总结提供了一种制备异丙醇的方法，包括：(S1)使反应用水经过第一热交换器和第二热交换器以加热所述反应用水，(S2)将通过所述第二热交换器的所述反应用水与丙烯单体作为进料流供应至反应器，生产包含异丙醇(IPA)的气体反应产物，(S3)从气体反应产物中纯化所述异丙醇并回收工艺用水，和(S4)使所述工艺用水经过所述第二热交换器以冷却所述工艺用水，并将一部分冷却的工艺用水传送到所述第一热交换器，其中，使所述反应用水在所述第一热交换器中与部分冷却的工艺用水接触进行初次加热，然后在所述第二热交换器中与所述工艺用水接触进行二次加热。技术研发人员：黄盛浚,李成圭,张暻洙,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