用于有效回收二氯代醇的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种用于从氢氯化反应器流出物物流回收二氯代醇的方法和设备，所述氢氯化反应器流出物物流包含二氯代醇，选自二氯代醇的酯、单氯代醇和/或其酯，以及多羟基化的脂族烃化合物和/或其酯的一种或多种化合物，以及任选地，包括水、氯化剂、催化剂和/或催化剂的酯的一种或多种物质。所述反应器流出物物流被蒸馏以生产富含二氯代醇的蒸汽相流出物物流。所述富含二氯代醇的蒸汽相流出物物流在两个单元操作中被冷却和冷凝，所述单元操作在两个不同温度下进行，由第一单元操作生成的液相流出物物流的一部分被再循环至蒸馏步骤进行回流。由所述方法和设备生成的产物流适合于在另外的单元操作诸如脱氢氯化反应中进一步加工。优点包括回收高纯度二氯代醇，更有效地回收二氯代醇，和减少在回收装置方面的资本投资。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本专利技术涉及用于从包含二氯代醇的混合物中回收二氯代醇的方法和设备，所述混合物例如由用于将一种或多种多羟基化-脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯转化成氯代醇的方法产生的流出物。二氯代醇在制备环氧化物如表氯醇中是有用的。表氯醇是对于环氧树脂广泛使用的前体。表氯醇是通常用于对-双酚A的烷基化的单体。产生的双环氧化合物，或者作为游离单体，或者作为低聚双环氧化合物，可以进一步成为高分子量树脂，所述高分子量树脂用于例如电层压体、罐头涂层、汽车面漆和清漆层。甘油被认为是作为用于制造燃料的生物柴油方法的联产物的低成本、可再生原料。已知的是，可以将其它可再生原料如果糖、葡萄糖和山梨醇氢化，以制备连二元醇或三元醇如甘油、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇等的混合物。采用丰富且低成本的甘油或混合二元醇，期望用于从由以上方法产生的流出物回收二氯代醇的在经济上吸引人的方法。已知一种方法用于将丙三醇(glycerol)(本文中也称为“甘油(glycerin)”)转化成二氯丙醇化合物I和II的混合物，如以下方案1中所示。反应在水移去的情况下，在无水HCl和乙酸(HOAC)催化剂的存在下进行。化合物I和II然后可以经由用苛性碱或石灰处理而转化成表氯醇。方案1：甘油的氢氯化反应在现有技术中已经报道了使用方案1中的以上化学方法的各种方法。例如，表氯醇可以通过将二氯丙醇例如2，3-二氯-1-丙醇或1，3-二氯-2-丙醇与碱反应制备。二氯丙醇又可以在大气压下从甘油、无水盐酸和酸催化剂制备。推荐大大过量的氯化氢(HCl)，-->以促进在反应过程中形成的水的共沸移去。WO 2006/020234A1描述了一种用于将甘油或其酯或混合物转化成氯代醇的方法，所述方法包括下列步骤：在有机酸催化剂的存在下，将多羟基化的脂族烃化合物、多羟基化的脂族烃的酯或它们的混合物与超大气分压的氯化氢源接触，以制备氯代醇、氯代醇的酯，或它们的混合物。此方法在本文中称为“干法”，因为该方法使用干氯化氢并且在方法中水的来源基本上仅仅是在反应中作为共产物产生的水。在干法中不需要经由大大过量的氯化氢的水的共沸移去以得到高的氯代醇收率。WO 2006/20234A1进一步教导了使用适当的分离容器例如一个或多个蒸馏塔、闪蒸器或萃取塔，可以进行产物流从反应混合物的分离。WO 2006/020234A1没有描述用于有效回收二氯代醇的具体的方法和设备。WO 2005/021476A1描述了一种使用大气分压的氯化氢，作为催化剂的乙酸，以及多个回路(loop)、优选3个回路的级联装置(cascade)的方法，每一个回路由反应器和蒸馏塔构成，在所述蒸馏塔中，从反应流出物移去反应的水、残留的氯化氢和二氯丙醇。这种需要反应器/蒸馏回路的级联装置的反应和蒸馏方法非常昂贵，因为它在工艺中需要几个反应器/塔回路。此外，在蒸馏过程中，有价值的乙酸随馏出物损失，导致在工艺中更大的乙酸消耗率，使得该工艺运转昂贵。EP 1 752 435 A1(也公开为WO 2005/054167)以及EP 1 762 556 A1公开了用于制备氯代醇的另一种方法，所述方法通过甘油和氯化氢水溶液之间的反应生产二氯代醇来制备氯代醇。EP 1 752 435 A1和EP 1 762 556A1中公开的方法在本文中称为“湿法”，因为该方法不仅从反应中产生水，而且经由氯化氢水溶液反应物向该方法中加入大量水。在以上现有技术中描述的该湿法需要三个分离塔；蒸馏塔(用于蒸馏反应器的气相以从反应介质中去除大大过量的水，同时保持氯化氢在方法中)；从反应器的液相中汽提水和氯化氢的汽提塔；和还有另一个用于从汽提塔中排出的液相中回收二氯丙醇的蒸馏或汽提塔。在第一和第二分离塔中，因为在二氯丙醇、水和氯化氢之间的假共沸混合物(pseudoazeotrope)的存在，所以一些二氯丙醇从反应介质中移除。二氯丙醇的主要馏分是从蒸馏塔或汽提塔，第三分离塔的顶部收集。所述塔残余物再循环至所述反应器。该方法具有极高的能量消耗，因为需要从方法中蒸发大量的水。该方法不适合于从干法的反应流出物中有效回收二氯代醇。CN 101007751A描述了用串联的两个反应器将湿法和干法结合的另一种方法，其中将管状反应器用作第一反应器，而将发泡-罐式反应器(foaming-tank reactor)用作第二反应器。将氯化氢水溶液供给到所述管状反应器，并且将气态氯化氢供给到发泡-罐式反应器。将惰性杂质加入到所述氯化氢中，以提高从发泡-罐式反应器中的反应混合物汽提水的效率。该方法要求使用的HCl远远多于反应所需的HCl，并且二氯代醇收率相对较低。仍在存在以下可能：进一步改进以可以用于随后的转化如向表氯醇转化的形式的二氯代醇从包含二氯代醇的物流中的回收。因此，期望提供改进的方法和设备，其具有特定步骤来从多羟基化的脂族烃化合物的氢氯化反应流出物中分离产物二氯代醇。还期望提供用于回收二氯代醇的方法的资本和运转费用的显著降低，所述方法可以整合到甘油氢氯化反应方法以及甘油至表氯醇方法中。还期望提供一种方法，所述方法仅使用一个蒸馏塔来从包含二氯代醇的物流中回收二氯代醇并且可以提供高纯度二氯代醇物流。-->专利技术概述本专利技术提供用于改进从包含二氯代醇的物流中回收二氯代醇的理想方法，该方法不具有现有技术方法的缺点。本专利技术的一个方面是一种用于从混合物回收一种或多种二氯代醇的方法，所述混合物包含一种或多种二氯代醇、水、一种或多种选自一种或多种单氯代醇、一种或多种氯代醇的一种或多种酯、和一种或多种多羟基化的脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯的化合物，以及任选地，一种或多种包括一种或多种氯化剂、一种或多种催化剂、一种或多种催化剂的一种或多种酯、和/或多种重质副产物的物质，其中所述方法包括：(a)在回流条件下蒸馏或分馏所述混合物，以从所述混合物中分离具有第一温度并且包含至少一种或多种二氯代醇和水的第一汽相流出物物流；(b)非绝热地冷却步骤(a)的所述第一汽相流出物物流至低于步骤(a)的所述第一温度的第二温度，以冷凝步骤(a)的所述第一汽相流出物物流的一部分，以生成第一冷凝液相流出物物流和具有所述第二温度的第二汽相流出物物流；(c)将步骤(b)的所述第一冷凝液相物流分离成第一馏分和第二馏分；(d)将步骤(c)的所述第一馏分再循环至步骤(a)作为用于步骤(a)的回流；和(e)非绝热地冷却步骤(b)的所述第二汽相流出物物流至低于所述第二汽相流出物物流的所述第二温度的第三温度，以冷凝步骤(b)的所述第二汽相流出物物流的至少一部分，以生成第二冷凝液相流出物物流和任选地具有所述第三温度的第三汽相流出物物流，其中选择步骤(b)的所述第二温度以生成含有超过50重量％的二氯代醇的第一冷凝液相流出物物流。本专利技术的另一方面是一种适用于从一种或多种多羟基化-脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯制备一种或多种二氯代醇的设备，所述设备包括：(1)适用于进行一种或多种多羟基化-脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯的氢氯化反应的反应器系统，其包括串联或并联连接的一个或多个反应器；(2)分离系统，其包含至少一个适用于蒸馏和/或分馏可获自所述反应器系统(30)的反应器流出物物流的液体-蒸汽接触装置(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从混合物回收一种或多种二氯代醇的方法，所述混合物包含：一种或多种二氯代醇，水，选自一种或多种单氯代醇、一种或多种氯代醇的一种或多种酯、和一种或多种多羟基化‑脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯的一种或多种化合物，和任选地，包括一种或多种氯化剂、一种或多种催化剂、一种或多种催化剂的一种或多种酯、和/或多种重质副产物的一种或多种物质，其中所述方法包括：(a)在回流条件下蒸馏或分馏所述混合物，以从所述混合物中分离具有第一温度并且包含至少一种或多种二氯代醇和水的第一汽相流出物物流；(b)非绝热地冷却步骤(a)的所述第一汽相流出物物流至低于步骤(a)的所述第一温度的第二温度，以冷凝步骤(a)的所述第一汽相流出物物流的一部分，以生成第一冷凝液相流出物物流和具有所述第二温度的第二汽相流出物物流；(c)将步骤(b)的所述第一冷凝液相物流分离成第一馏分和第二馏分；(d)将步骤(c)的所述第一馏分再循环至步骤(a)作为用于步骤(a)的回流；和(e)非绝热地冷却步骤(b)的所述第二汽相流出物物流至低于所述第二汽相流出物物流的第二温度的第三温度，以冷凝步骤(b)的所述第二汽相流出物物流的至少一部分，以生成第二冷凝液相流出物物流和任选地具有所述第三温度的第三汽相流出物物流，其中选择步骤(b)的所述第二温度以生成含有超过50重量％的二氯代醇的第一冷凝液相流出物物流。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.04.09 US 61/043,5831.一种用于从混合物回收一种或多种二氯代醇的方法，所述混合物包含：一种或多种二氯代醇，水，选自一种或多种单氯代醇、一种或多种氯代醇的一种或多种酯、和一种或多种多羟基化-脂族烃化合物和/或它们的一种或多种酯的一种或多种化合物，和任选地，包括一种或多种氯化剂、一种或多种催化剂、一种或多种催化剂的一种或多种酯、和/或多种重质副产物的一种或多种物质，其中所述方法包括：(a)在回流条件下蒸馏或分馏所述混合物，以从所述混合物中分离具有第一温度并且包含至少一种或多种二氯代醇和水的第一汽相流出物物流；(b)非绝热地冷却步骤(a)的所述第一汽相流出物物流至低于步骤(a)的所述第一温度的第二温度，以冷凝步骤(a)的所述第一汽相流出物物流的一部分，以生成第一冷凝液相流出物物流和具有所述第二温度的第二汽相流出物物流；(c)将步骤(b)的所述第一冷凝液相物流分离成第一馏分和第二馏分；(d)将步骤(c)的所述第一馏分再循环至步骤(a)作为用于步骤(a)的回流；和(e)非绝热地冷却步骤(b)的所述第二汽相流出物物流至低于所述第二汽相流出物物流的第二温度的第三温度，以冷凝步骤(b)的所述第二汽相流出物物流的至少一部分，以生成第二冷凝液相流出物物流和任选地具有所述第三温度的第三汽相流出物物流，其中选择步骤(b)的所述第二温度以生成含有超过50重量％的二氯代醇的第一冷凝液相流出物物流。2.权利要求1所述的方法，其中所述第一冷凝液相流出物物流主要是有机液相；并且其中所述第一冷凝液相流出物物流含有超过70重量％的二氯代醇。3.权利要求1所述的方法，其中作为用于步骤(a)的回流再循环至步骤(a)的所述第一冷凝液相流出物物流的所述第一馏分的质量流速相对于在步骤(b)期间冷凝的全部第一冷凝液相流出物物流的质量流速的比率在0.1∶1至0.8∶1范围内。4.权利要求1所述的方法，其中在根据步骤(d)将所述第一冷凝液相流出物物流再循环至步骤(a)之前，将所述第一冷凝液相流出物物流累积；或其中在步骤(c)之前，将所述第一冷凝液相流出物物流累积。5.权利要求1所述的方法，其中所述第二温度比在步骤(b)的压力下水的露点高至少1摄氏度。6.权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中所述第一汽相流出物物流被冷凝时的质量流速与在步骤(e)中所述第二汽相流出物物流被冷凝时的质量流速的比率在1∶1至100∶1范围内。7.权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种二氯代醇包括1，3-二氯-2-丙醇和/或2，3-二氯-1-丙醇。8.权利要求1所述的方法，其中至少一种单氯代醇存在于在步骤(a)中蒸馏或分馏的混合物中，并且所述一种或多种单氯代醇包括2-氯-1，3-丙二醇和/或3-氯-1，2-丙二醇；并且其中一种或多种氯代醇的一种或多种酯存在于在步骤(a)中蒸馏或分馏的混合物中，并且所述一种或多种氯代醇的一种或多种酯包括1，3-二氯-2-丙醇，2，3-二氯-1-丙醇，2-氯-1，3-丙二醇和/或3-氯-1，2-丙二醇中一种或多种的一种或多种酯；并且其中至少一种多羟基化-脂族烃化合物和/或其酯存在于在步骤(a)中蒸馏或分馏的混合物中，并且其中所述一种或多种多羟基化-脂族烃化合物和/或其一种或多种酯包括丙三醇-->和/或其一种或多种酯。9.权利要求1所述的方法，其中步骤(a)是在0.1kPa至100kPa范围内的压力下进行的。10.权利要求1所述的方法，其中通过将所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物接触，在步骤(c)中生成的所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分进行环氧化，以形成表氯醇和一种或多种氯化物盐；或其中所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物接触，而在步骤(c)后不对所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分另外纯化。11.权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：将在步骤(e)中生成的所述第二冷凝液相流出物物流与在步骤(c)中生成的所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分合并，以生成合并的流出物物流，并且将所述合并的流出物物流与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物接触，以形成表氯醇和一种或多种氯化物盐。12.权利要求1所述的方法，其中所述第二冷凝液相流出物物流包含有机相和水相，并且所述方法包括将所述第二冷凝液相流出物物流分离成液体有机相流出物物流和从所述液体有机相流出物物流分离的液体水相流出物物流；并且其中从所述第二冷凝液相流出物物流分离的所述液体有机相流出物物流通过所述液体有机相流出物物流与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物接触而进行环氧化，以形成表氯醇和一种或多种氯化物盐；或其中所述方法包括：将从所述第二冷凝液相流出物物流分离的所述液体有机相流出物物流与所述第一冷凝液相流出物物流的所述第二馏分合并，以形成合并的液体有机相流出物物流，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼尔·梅赫塔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US