1、技術(shù)的來源
本技術(shù)來源于吉林省石油化工設(shè)計(jì)研究院。山梨醇和甘露醇、木糖醇、麥芽糖醇等都是可食用糖醇,同時(shí)又是生產(chǎn)維生素C、斯潘、吐溫及植物化工醇的原料,用途極為廣泛。目前,山梨醇已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、表面活性劑、日用化工、食品加工等行業(yè),專有技術(shù)在于總結(jié)了傳統(tǒng)工藝(間歇,單釜)氫化反應(yīng)的基礎(chǔ)上,開創(chuàng)了連續(xù)氫化新工藝,目的在于極大的提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
2、開發(fā)和研制
山梨醇的工業(yè)化生產(chǎn)主要是以葡萄糖加氫為主:在有催化劑存在一定溫度的條件下,氫氣在反應(yīng)釜中與葡萄糖液發(fā)生還原反應(yīng),生成山梨醇。反應(yīng)過程需要?dú)錃膺^飽和,為使得葡萄糖轉(zhuǎn)化率提高,氫化徹底,氫氣往往要過量,回收工藝復(fù)雜,差壓式固定床和漿料床反應(yīng)器分步氫化就能很好的解決這一難題,為此連續(xù)氫化便產(chǎn)生,被定義為連續(xù)加氫新工藝。
3、加氫反應(yīng)
葡萄糖加氫過程,會(huì)釋放出熱量,釜內(nèi)氣體膨脹會(huì)造成系統(tǒng)超壓,帶來很大的危險(xiǎn)性,通常采用安全閥來保護(hù)系統(tǒng),系統(tǒng)超壓安全閥起跳,高溫高壓氣體釋放,帶走熱量的同時(shí),釜內(nèi)壓力降低。釋放的氣體即為氫氣和水蒸汽,雖然通過阻火器、高空排放等方式降低危險(xiǎn)性,但依然是危險(xiǎn)源,同時(shí)造成氫氣損失。兩步連續(xù)加氫技術(shù)的出現(xiàn),一級釋放氫用于二級氫化反應(yīng),即降低了氫氣成本又提高了氫氣利用率。實(shí)現(xiàn)氫的利用率達(dá)到98%,糖液的氫化率達(dá)到99.8%以上,二級連續(xù)氫化率100%。
4、新技術(shù)操作過程:
(1)溶糖調(diào)配:將葡萄糖液調(diào)配至40~50%濃度,PH值調(diào)節(jié)至6~7,溫度50~90℃;
(2)氫化反應(yīng):調(diào)配好的葡萄糖溶液用泵連續(xù)不斷的泵入裝有催化劑的固定床反應(yīng)器中,從反應(yīng)器底部持續(xù)通入高壓氫氣,保持釜內(nèi)壓力10.5~12.5MPa,溫度控制在90~130℃,物料停留時(shí)間短,空速比控制,出料得粗山梨醇;
(3)粗醇溶液出料又進(jìn)入漿料床反應(yīng)器,繼續(xù)氫化,反應(yīng)結(jié)束后,經(jīng)高壓冷卻器采用循環(huán)水降溫后,進(jìn)入高壓分離器汽液分離,分離出的氫氣經(jīng)過冷卻、再分離后返回壓縮機(jī)前(或變壓吸附前)被再次壓縮利用;
(4)沉降分離:分離完氫氣的粗醇液壓入低壓分離罐進(jìn)行二次沉降分離,上清液進(jìn)入脫色工序,分離下來的催化劑進(jìn)行活化再生返回注料系統(tǒng);
(5)粗醇精制:經(jīng)沉降分離后的山梨醇溶液濃度約為45~50%,經(jīng)脫色、過濾、離交、蒸發(fā)等步驟,獲得山梨醇成品;
(6)第(2)項(xiàng)中所述通入反應(yīng)釜的高壓氫氣,為新制備的氫氣和回收的氫氣,新氫和回收氫比例為1:1~1:1.3;
(7)第(3)項(xiàng)中粗醇溶液初步冷卻后,在高壓分離器內(nèi)分離出氫氣,氫氣被冷卻、再分離后返回壓縮機(jī)前再次壓縮利用或去變壓吸附前,重新凈化再壓縮。
5、新技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)本專有技術(shù)采用自動(dòng)防飛溫超壓聯(lián)鎖控制系統(tǒng),通過壓力聯(lián)鎖,釜底進(jìn)氣,釜頂排氣,反應(yīng)徹底,副反應(yīng)少,產(chǎn)品殘?zhí)堑?
(2)本專有技術(shù)在反應(yīng)釜排氣和高壓分離時(shí),對氫氣進(jìn)行回收、處理,使得氫氣能夠循環(huán)利用,設(shè)有排空或解釋排放,安全問題得到保證,節(jié)省投資,氫氣利用率高;
(3)兩段連續(xù)加氫,催化劑釜內(nèi)截留使其單位消耗更低,凈化精制更容易,效果更好。
(4)裝置高壓反應(yīng)器容積大,反應(yīng)壓力高,氫化產(chǎn)品徹底,是Vc級醇生產(chǎn)的必由之路。
6、工藝流程
(1)流程示意圖(見附圖)

(2)連續(xù)加氫與傳統(tǒng)工藝的區(qū)別
a固定床和漿料床兩段連續(xù)加氫反應(yīng);
b固定床預(yù)氫化,還原程度達(dá)到90%,其余10%由漿料床繼續(xù)氫化完成;
c循環(huán)氫冷卻分離后再壓縮后進(jìn)入氫氣系統(tǒng)再利用,無損耗和排放;
d釋放氫的壓力盡量保持不變,以減少動(dòng)力的消耗;
e壓力范圍10.5-12.5MPa,溫度90-130℃,PH值在6-7,范圍變化小。
f氫化液清澈透明,精制凈化成本低,節(jié)省了過濾和脫色工序。
(3)連續(xù)加氫與國內(nèi)外先進(jìn)水平的比較
| 序號 |
項(xiàng)目 |
國外先進(jìn)水平 |
本專有技術(shù) |
國內(nèi)現(xiàn)在水平 |
| 1 |
單套裝置生產(chǎn)能力 |
2~3萬噸/年 |
30萬噸/年 |
6~8萬噸/年 |
| 2 |
單程轉(zhuǎn)化率(糖醇) |
97% |
≥98.5% |
97.5% |
| 3 |
選擇性 |
一般 |
強(qiáng) |
較強(qiáng) |
| 4 |
原材料消耗 |
高 |
低 |
較低 |
| 5 |
能耗T/T |
高 |
低 |
較高 |
| 6 |
余熱回收率% |
50% |
100% |
70% |
綜述,連續(xù)加氫山梨醇生產(chǎn)新工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上,改造,完善,創(chuàng)新的集成,使山梨醇及其他糖醇的加氫裝置大型化有了保證,生產(chǎn)更安全,實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化,并大幅降低生產(chǎn)成本,值得推廣應(yīng)用。
(4)技術(shù)聯(lián)系:吉林省石油化工設(shè)計(jì)研究院
聯(lián)系電話:王楠 15948315914
李雪 18584360177
(來源:中國石油和化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)) |