[发明专利]一种年产2万吨钙法三羟甲基丙烷的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种年产2万吨钙法三羟甲基丙烷的生产工艺，具体涉及一种在钙法三羟甲基丙烷生产工艺中解决塔器偏流、生产容器增大带来的反应、分离的新工艺。

背景技术

在工业上，TMP主要是以正丁醛和甲醛为主要原料，在碱性催化剂作用下缩合反应制得中间体二羟甲基丁醛，该中间体进一步与甲醛反应生成三羟甲基丙烷。目前国内的三羟甲基丙烷的生产工艺分为钠法和钙法两种，即原料分别使用氢氧化钠或氢氧化钙。钙法工艺因具有流程短、成本低、劳动强度低以及环保节能等优点，已渐渐的取代钠法工艺。

国内生产三羟甲基丙烷在90年代山东永流化工年产300吨，后来吉化引进国外技术提产至5000吨/年。05年湖北三江引进韩国三洋的技术在国内建成年产万吨级别的生产线。

现有的1万吨生产工艺过程为：以氢氧化钠为催化剂的缩合歧化法反应方程式如下：

此法是以正丁醛和甲醛为原料，以氢氧化钠为催化剂，在较低温度下进行羟醛缩合反应生成2，2—二羟甲基丁醛，再与过量的甲醛和强碱作用发生康尼查罗反应生成三羟甲基丙烷，再采用板式压滤机过滤工艺，过滤后含有三羟甲基丙烷的缩合液经过蒸发、溶剂萃取，萃取相经分离回收溶剂，然后在精馏塔中提纯三经甲基丙烷即得产品。

现有的技术由于大都采用上述工艺过程，溶剂回收量大，所以产能一直没有得提升，因为，如单纯在现有的1万吨生产线的基础上增大产量达到2万吨，会出现以下情况：1、缩合反应是一个放热反应，反应时混合不均匀，会导致局部温度过高，造成副反应增多，杂质增多，给后序生产带来困难，甚至会出现局部烧料的情况。2、现在三羟甲基丙烷均有萃取工艺，萃取剂的量与反应液比例为体积比3:1。萃取剂消耗大，生产成本提高，而大量的萃取剂回收，会导致精馏塔运行时分布不均匀，精馏塔偏流，产品含量下降，色度升高等情况出现；3、三羟甲基丙烷均为高浓度，含量在99.5%以上，三羟甲基丙烷高真空不能保证。

发明内容

本发明目的就在于通过提升反应容器的体积、塔器的反应速度和分离能力，省略萃取工艺，从而提供一种年产2万吨钙法三羟甲基丙烷的生产工艺。

本发明的技术解决方案：制备工艺分为缩合、离心过滤、蒸发、刮板分钙和精馏，其特征在于：以正丁醛和甲醛为原料，用工业级氢氧化钙为碱性催化剂，通过缩合工艺及甲酸中和反应，得到含有包括双三羟甲基丙烷和甲酸钙副产品的三羟甲基丙烷粗品反应液；离心过滤工艺采用卧式螺旋离心过滤方式对反应液进行固相残渣的分离；采用升膜式蒸发器蒸发，蒸发冷凝液回至缩合工艺；刮板分钙工艺为将蒸发后含有甲酸钙固体的浓缩液注入沉降槽中，从沉降槽的底部连续性刮出甲酸钙，再经过带式过滤机回收甲酸钙；精馏工艺中精馏塔采用塔器自身回流和升膜式升温技术，塔器内的折流板的控制技术，同时在精馏塔的真空管上安装气液分离器；精馏后得三羟甲基丙烷产品。

（1）缩合：采用两个缩合反应釜，将每个缩合反应釜的有效体积设计为35立方米，缩合工艺一次投料量为25—28kmol，底水控制在110—115g/l，缩合反应釜的搅拌提高至150转/mir以上；每天投料22釜，每釜25—28立方米反应液，反应速度为每釜反应时间为120分钟；

（2）离心过滤：在三羟甲基丙烷粗品反应液中加入絮凝剂，絮凝剂与三羟甲基丙烷粗品反应液的体积比为1: 580—650，加入絮凝剂的速度为30—32kg/h，静置5—8分钟后，再采用卧式螺旋离心过滤方式对反应液进行固相残渣的分离；过滤速度为22.5—25.5m³/h，产生固相残渣为200—300kg/h； 

（3）蒸发：以22.5—25m³/h速度向蒸发器蒸发器投入的固相残渣分离后的过滤液，采用升膜式蒸发器，蒸发器的有效加热段为8—12平方米，脱水率达到85—88%，脱水速度是17—19m³/h，蒸发冷凝液回至缩合工艺；

（4）刮板分钙：将蒸发后含有甲酸钙固体的浓缩液注入沉降槽中，采用包括刮板机和带式过滤机组合的分离系统，从沉降槽的底部连续性刮出甲酸钙，再经过带式过滤机回收甲酸钙；

分钙工艺后将反应液中98.5—99%的甲酸钙分离，剩余的钙加入磷酸水解；分钙工艺中每小时分离甲酸钙1.54—1.75吨；