製造異丁烯及甲醇的方法
2023-05-13 14:07:16 7
專利名稱：製造異丁烯及甲醇的方法
技術領域：
本發明是關於一種製造異丁烯及甲醇的方法。更定言之，本發明是關於一種製造異丁烯及甲醇的方法，其中將甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，再將異丁烯與甲醇分離，接著個別回收，由此抑制做為原料的甲基-特-丁基醚的損失，達到非常經濟地獲得異丁烯及甲醇的效用。
另一方面，當取出一部份重組份以避免這些重組份過濃時，原料甲基-特-丁基醚會與這些重組份在一起，造成經濟效益上的缺陷。
本發明是關於一種製造異丁烯及甲醇的方法，其包括將甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，並將異丁烯與甲醇分離，接著個別回收，其中該方法包括下列步驟第一步驟在固態酸性觸媒存在下使甲基-特-丁基醚進行分解反應，得到含異丁烯、甲醇及副產物二烷基醚與含異丁烯二聚物及異丁烯三聚物的重組份的反應液體；第二步驟用水衝洗第一步驟所得的反應液體，使反應液體分離成油相層與水相層；第三步驟利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得的油相層，從蒸餾塔頂部得到含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含甲基-特-丁基醚的餾份，及將蒸餾塔側盤上所得的餾份回到第一步驟；及第四步驟利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得的水相層，從蒸餾塔頂部得到含甲醇的餾份，及從蒸餾塔底部得到含水的餾份。
附圖
標記說明1第一步驟2第二步驟3第三步驟4第四步驟5甲基-特-丁基醚(分解的原料)6甲醇(目的產物)7異丁烯(目的產物)
8蒸餾塔側盤上的餾份(回流循環)9衝洗水10油相層11水相層12廢水13含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份第一步驟通常使用固定床的氣相反應，反應溫度通常為150-300℃，而反應壓力通常為常壓到10kg/cm2G。原料的進料速度視反應溫度、反應壓力、所要的甲基-特-丁基醚轉化率等而定，通常以每小時液態空間速度計算，為3-20(h-1)。反應氣體在熱回收設備中冷卻後成為液體。
在本發明的第二步驟裡，用水衝洗第一步驟的反應液體，然後分離成油相層與水相層。第二步驟的條件與特定實例包括下列所示在第二步驟裡，任何種類的萃取塔，例如篩盤式萃取塔及旋轉式萃取塔都可以使用。操作壓力通常為6-8kg/cm2G，因為可控制在液相。衝洗水/油的重量比為大約0.4-0.8，更佳為0.4-0.6。此外，第四步驟裡從蒸餾塔底部取出的水一部份或全部可回收作為衝洗水。
在第三步驟裡，將第二步驟所得的油相層分解，從蒸餾塔頂部獲得含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含甲基-特丁基醚與重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含甲基-特-丁基醚的餾份，其中從蒸餾塔側盤上獲得的餾份回到第一步驟。第三步驟的條件與特定實例包括下列所示在第三步驟裡，可以使用一般的蒸餾塔，例如篩盤式蒸餾塔，閥盤式蒸餾塔或填充塔。操作壓力足以利用一般使用的壓力(通常為4-6kg/cm2G)的冷卻水使塔頂餾出物冷凝。
將蒸餾塔側盤餾份液體從盤上取出，其中不包含蒸餾塔頂部的餾出物餾份而重組份含量非常小，即在理想盤數從塔底算起第2盤到第5盤，而側盤餾出次數視甲基-特-丁基醚的轉化率而定，通常使蒸餾塔底部餾份中的甲基-特-丁基醚濃度變成大約20重量％-大約60重量％。
在本發明的第四步驟裡，將第二步驟裡所得的水相層蒸餾，從蒸餾塔頂部得到甲醇餾份及從蒸餾塔底部獲得含水的餾份。
第四步驟的條件及特定實例如包括下列所示第四步驟可以使用一般的蒸餾塔，例如篩盤式蒸餾塔，閥盤式蒸餾塔或填充塔。
操作壓力通常為大氣壓到0.3kg/cm2G。
本發明方法的最重要特徵在於第三步驟裡從蒸餾塔側盤獲得含甲基-特-丁基醚的餾份，並且將側盤所得的餾份回流到第一步驟。
由本發明的方法，可以減少從蒸餾塔底部損失的甲基-特-丁基醚數量，而且可以回收作為分解原料。
另一方面，不根據本發明，當第二及第三步驟順序改變時，即當第一步驟裡所得的反應產物從蒸餾塔頂部蒸餾出異丁烯、二烷基醚及少量共沸甲醇，從蒸餾塔底部蒸餾出甲醇、甲基-特-丁基醚及重組份時，用水衝洗來自蒸餾塔頂部的餾份，以去除甲醇及含水甲醇。在衝洗後，蒸餾回收甲醇，此時第一步驟裡生成二烷基醚時所形成的副產物-水-也會存在於蒸餾反應產物後的蒸餾塔底部餾份中。
此外，如JP 02-031695B所述，當水或蒸汽加入第一步驟裡時，無法直接回流循環蒸餾塔底部餾份作為合成甲基-特-丁基醚用，因為其中含有水。
因此，需要將水從該餾份中分離，因為甲基-特-丁基醚、重組份等含於由去除水回收的甲醇的中，需要進行分離處理，這是一項很大的缺點。
第一步驟在含氧化鋁的固態酸性觸媒的存在下，進行甲基-特-丁基醚的分解反應，得到異丁烯，甲醇及二烷基醚及副產物重組份，其中重組份包括異丁烯二聚物及異丁烯三聚物。採用固定床氣相反應。反應溫度為220℃，而反應壓力為6kg/cm2G。甲基-特-丁基醚的進料速度為LHSV 3(h-1)反應氣體在利用熱回收設備冷卻後成為液體。
第二步驟用水衝洗第一步驟所得的反應液體，分離成油相層及水相層。使用篩盤式蒸餾塔進行衝洗，其中蒸餾塔頂部的操作壓力設定為7kg/cm2G，而衝洗水/油的重量比設定為0.45。
第三步驟將第二步驟所得的油相層蒸餾，從蒸餾塔頂部獲得含異丁烯及二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含甲基-特-丁基醚(及少量重組份)的餾份，其中將蒸餾塔側盤上所得的餾份回流到第一步驟。
第四步驟將第二步驟所得的水相層蒸餾，從獲得蒸餾塔頂部獲得含甲醇的餾份，從蒸餾塔底部得到含水的餾份。使用篩盤式蒸餾塔作為蒸餾用，操作壓力設定為0.25kg/cm2G。
在比較實施例1中，不取出第三步驟裡蒸餾塔側盤上所得的餾份。MTBE的消耗量(轉換成Gloss數MTBE噸數/異丁烯噸數)變成1.688。
比較實施例裡的結果列於下表。表中的數值以重量％表示。表1第一步驟
表2第二步驟
表3第三步驟
表4第四步驟
另一方面，根據上述的程序進行實施例1。此外，第三步驟裡，在從蒸餾塔底部算起第四理想盤處將側盤餾份取出，其中表3的比較實施例1中蒸餾塔底部出料的MTBE濃度變成60重量％。將全部的側盤餾份回流到第一步驟。
結果，MTBE的消耗量(轉換成Gloss數MTBE噸數/異丁烯噸數)變成1.654，小於比較實施例1。
綜上所述，本發明提供一種製造異丁烯及甲醇的方法，其中將甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，再將異丁烯與甲醇分離，接著個別回收，因此抑制做為原料的甲基-特-丁基醚的損失。
雖然本發明已以一實施例說明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以權利要求書為準。
權利要求
1.一種製造異丁烯及甲醇的方法，其包括將甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，得到含異丁烯及甲醇的混合物，再將異丁烯與甲醇分離，接著個別回收，其特徵為該方法包括下列步驟第一步驟在固態酸性觸媒存在下使甲基-特-丁基醚進行分解反應，得到一反應液體，其中該反應液體包括異丁烯、甲醇及副產物二烷基醚與含異丁烯二聚物及異丁烯三聚物的重組份；第二步驟用水衝洗第一步驟所得的反應液體，使反應液體分離成油相層與水相層；第三步驟利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得的油相層，從蒸餾塔頂部得到含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含甲基-特-丁基醚的餾份，及將蒸餾塔側盤上所得的餾份回到第一步驟；及第四步驟利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得的水相層，從蒸餾塔頂部得到含甲醇的餾份，及從蒸餾塔底部得到含水的餾份。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵為其中從蒸餾塔側盤上所得的餾份數量設定為使第三步驟裡蒸餾塔底部餾份所含的甲基-特-丁基醚的濃度為大約20重量％-大約60重量％。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵為其中從蒸餾塔底部算起第2到第5個理想盤處任一處取出蒸餾塔側盤餾份。
全文摘要
一種製造異丁烯及甲醇的方法，包括第一步驟在固態酸性觸媒存在下使甲基－特－丁基醚進行分解反應，得到一反應液體；第二步驟用水衝洗第一步驟所得的反應液體，使反應液體分離成油相層與水相層；第三步驟利用蒸餾塔蒸餾油相層，從蒸餾塔頂部得到含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含甲基－特－丁基醚及重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含甲基－特－丁基醚的餾份，及將蒸餾塔側盤上所得的餾份回到第一步驟；及第四步驟利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得的水相層，從蒸餾塔頂部得到含甲醇的餾份，及從蒸餾塔底部得到含水的餾份。
文檔編號C07C31/04GK1393429SQ0212288
公開日2003年1月29日 申請日期2002年6月17日 優先權日2001年6月21日
發明者山瀨正信, 鈴木芳明 申請人:住友化學工業株式會社