丙酮加氫制異丙醇分離新工藝的製作方法

2023-05-07 20:41:01 1

丙酮加氫制異丙醇分離新工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種丙酮加氫製備異丙醇的分離新工藝，主要包括粗分、萃取、脫水三個蒸餾塔。丙酮加氫反應產物在粗分塔塔頂分出輕組分和共沸物，返回至反應器入口循環使用；塔釜採出重組分；粗分塔下部側線採出異丙醇水溶液。在萃取塔中採用萃取精餾分離異丙醇水溶液，塔頂採出符合要求的異丙醇產品；塔釜為萃取劑水溶液，送往脫水塔。脫水塔用於回收萃取劑。採用本發明所述工藝，可顯著提高異丙醇回收率、原料消耗低、萃取劑損失小、流程簡單，易於操作和控制。
【專利說明】丙酮加氫制異丙醇分離新工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種丙酮加氫製備異丙醇的分離新工藝，具體的說，涉及一種利用萃 取精餾分離丙酮加氫反應產物的工藝方法。

【背景技術】
[0002] 異丙醇是一種性能優良的有機溶劑，廣泛用作蟲膠、硝基纖維素、生物鹼、橡膠以 及油脂等的溶劑，異丙醇還是生產多種有機化合物的重要中間體，可用作合成甘油、乙酸異 丙酯等的原料，還廣泛用作石油燃料的防凍添加劑，用於汽車和航空燃料等方面。此外，異 丙醇還可用於製造殺菌劑、殺蟲劑、清潔劑和消毒防腐劑等，它可以單獨使用，也可以和其 他醇、表面活性劑並用，在農藥、電子工業、醫藥、塗料、日用化工以及有機合成等領域具有 廣泛的用途，開發利用前景廣闊。
[0003] 目前，工業上異丙醇的生產方法主要有丙烯間接水合法、丙烯直接水合法。水合法 的主要缺點有：丙烯轉化選擇性低，設備腐蝕嚴重，催化劑壽命短。丙酮加氫製備異丙醇採 用銅或鋅氧化物為載體催化劑或鎳基催化劑，可以顯著提高選擇性，減輕設備腐蝕，此外， 由於工業上大部分丙酮皆由異丙苯過氧化法獲得，並與苯酚聯產，由於苯酚的需求量的增 力口，聯產出大量的丙酮，出現了供需不平衡，經常導致丙酮生產過剩的局面。這樣就使得由 丙酮加氫製備異丙醇成為一條經濟可行的路線。
[0004] 丙酮和氫氣在反應器中反應生成異丙醇的同時，由於丙酮或產物異丙醇可能的縮 合，能夠得到許多不希望的副產物，而且這些副產物中的一些可以進一步反應脫水，生成 4_甲基-2-戊醇等重組分，所以反應器出口物料是含有異丙醇、丙酮、異丙醚、丙烷、水、氫 氣、4-甲基-2-戊醇等組分的混合物。該物流中多種組分容易與水形成共沸物，採用普通蒸 餾方法難以將該混合物中各組分分開。
[0005] 專利US6939995公開了一種利用含苯丙酮加氫製備異丙醇的工藝，由於原料中含 有少量苯，所以在加氫過程中，丙酮和苯同時與氫氣發生反應，反應器出口為異丙醇和苯的 加氫反應產物。苯的加氫產物主要有環己烷、環己烯或環己二烯，因此該工藝後續分離部分 主要為異丙醇與苯及苯的加氫產物的分離過程。為了得到具有所需純度的異丙醇，需要包 含總共四個蒸餾塔的複雜後處理程序。
[0006] 專利EP2045232A1公開了一種液相加氫製備異丙醇的方法，該方法的後續分離工 藝採用一個隔壁蒸餾塔來回收淨化異丙醇，側線採出含少量水的異丙醇產品，再進一步通 過分子篩乾燥得到符合要求的異丙醇產品。該工藝的不足之處在於，為了利用一個隔壁塔 分離得到產品，反應器的出口物料組成要求比較嚴格，丙酮以及其他副產物的量需要嚴格 限制，此外，由於異丙醇與水的共沸物從塔頂採出，而該塔頂物料直接排出，影響了異丙醇 收率。
[0007] 專利CN99119158. 7發明一種加鹽萃取共沸精餾聯合過程精製異丙醇的方法，首 先將異丙醇稀水溶液經精餾粗提於塔頂得到初濃縮的異丙醇，然後用C6脂肪烴作為萃取 齊?，無機鈉鹽或鉀鹽的水溶液作為鹽析分離劑對其進行加鹽萃取，將萃取後有機相送入共 沸精餾脫水塔進行精製，分離劑經濃縮器回收後循環使用，塔釜可得異丙醇含量為99. 5% 以上的產品。該工藝雖然僅分離異丙醇和水，但流程複雜，並且設備投資較高。
[0008] 專利CN200810138752. 9提出了一種利用隔壁共沸精餾塔生產無水異丙醇工藝方 法，採用環己烷等夾帶劑將異丙醇中的水帶出，隔壁塔的脫水段塔釜採出異丙醇產品，側線 精餾段塔釜採出廢水溶液。該發明專利也僅針對異丙醇水溶液的分離，而且適用於含水量 較大的異丙醇稀水溶液，此外，塔頂分相器也不易控制。
[0009] 專利2012104078561提出了一種丙酮加氫制異丙醇分離工藝，在精製塔內利用共 沸精餾原理，將輕組分以及異丙醇、異丙醚等與水的共沸物從塔頂採出，塔頂物料送往後續 塔繼續脫水，塔釜得到重組分，塔身某部側線採出異丙醇產品。該工藝對反應器出口丙酮、 副產物以及水含量均沒有特別要求，流程簡單，易於操作。然而，由於側線採出異丙醇產品， 為了控制產品中的水含量及重組分含量，異丙醇的收率將受到影響。
[0010] 本發明提出一種針對丙酮加氫製備異丙醇反應器出口物流的分離新工藝，該工藝 不僅對反應器出口丙酮、副產物及水含量沒有特別要求，而且可以顯著提高異丙醇回收率， 流程簡單，易於操作和控制。


【發明內容】

[0011] 本發明針對丙酮加氫制異丙醇回收率低，以及產品質量不易控制的問題，提出了 一種利用萃取精餾技術分離製備高純度異丙醇的工藝，可顯著提高異丙醇的回收率。
[0012] 具體的技術方案如下：
[0013] 本發明一種丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，包括以下步驟：
[0014] (1)粗分：將丙酮加氫反應產物4送入粗分塔1，利用共沸精餾原理，將輕組分以及 異丙醚與水的共沸物、丙酮與水的共沸物、異丙醇與異丙醚形成的共沸物7從塔頂採出。為 回收該物流中的丙酮，該流股7返回至丙酮儲罐，循環利用。塔釜得到重組分6 ;塔身側線 採出異丙醇水溶液5送往萃取塔2。
[0015] (2)萃取：粗分塔側線物流5進入萃取塔2中部，萃取劑11從萃取塔2上端進入， 經萃取精餾後，從萃取塔2塔頂採出符合要求的異丙醇產品8,塔釜物料為富含萃取劑的水 溶液9送入脫水塔3。
[0016] (3)脫水：將萃取塔2的塔釜物流9引入脫水塔3,萃取劑中的水10從塔頂採出； 萃取劑11從塔釜採出後至萃取塔2循環使用。
[0017] 步驟（1)中所述的粗分塔任選填料精餾塔或板式精餾塔。
[0018] 在步驟（1)中所述的粗分塔為普通精餾塔，該精餾塔可以為填料精餾塔，也可以為 板式精餾塔，優選填料精餾塔；理論塔板數優選30?100,回流比優選1?40,塔頂溫度優 選 30 ?80°C。
[0019] 在步驟（2)中所述的萃取步驟，所述萃取溶劑可以適用於任何溶劑，比如二甘醇、 乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚、苯甲醚、苯甲酸甲酯、3-甲基-1-丁醇、正丁基醚、己酸乙 酯、異丁酸異丁酯等。優選萃取劑有二甘醇、乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚，萃取塔理論板 數為15?50,萃取溶劑與進入萃取塔的物料的質量比為1?10。
[0020] 在步驟（3)中所述脫水塔優選理論板數10?120塊，回流比優選1?40,塔頂溫 度優選範圍為30?80°C。
[0021] 本發明提出的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝具有以下特點：
[0022] (1)本發明在粗分塔內將輕組分以及異丙醚與水的共沸物、異丙醇與異丙醚的共 沸物和丙酮與水的共沸物從塔頂採出，返回至丙酮儲罐循環利用，降低了原料消耗。由塔釜 採出重組分，由塔身某部側線採出異丙醇水溶液，此處對採出物中的水含量以及重組分含 量等無任何要求。
[0023] (2)本發明對粗分塔側線採出的異丙醇水溶液無特殊質量要求，因此，可以較好控 制異丙醇在該塔中的損失，以提高異丙醇收率。
[0024] (3)利用萃取劑回收異丙醇水溶液中的水分，塔頂採出符合要求的異丙醇產品。由 於該塔利用萃取方法脫除進料中的水分，同時又有精餾的作用，所以異丙醇產品中的水含 量和重組分含量非常容易控制。
[0025] ( 4 )由於本發明中萃取劑可循環使用，萃取劑損失極少，不會給環境造成汙染。
[0026] (5)本發明異丙醇回收率高，流程簡單，易於操作和控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發明的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝示意圖。
[0028] 附圖1標記說明：
[0029] 1粗分塔；2萃取塔；3脫水塔；4丙酮加氫反應器出口物流；5異丙醇水溶液；6重 組分；7輕組分及共沸物；8異丙醇產品；9萃取劑水溶液；10水；11萃取劑。
[0030] 圖2是對比例1的丙酮加氫制異丙醇分離工藝示意圖。
[0031] 附圖2標記說明：
[0032] 1精餾塔；2回收塔；3脫水塔；4丙酮加氫反應器出口物流；5異丙醇產品；6重組 分；7輕組分及共沸物；8丙酮及異丙醇等；9萃取劑水溶液；10水；11萃取劑。

【具體實施方式】
[0033] 下面結合實施例，進一步說明本發明。
[0034] 實施例：
[0035] 如圖1所示，丙酮加氫制異丙醇分離新工藝包括以下步驟：
[0036] (1)粗分：丙酮加氫反應器出口物流4被送往粗分塔1，粗分塔理論板數40,回流 比15,塔頂溫度40°C。此物流中，異丙醚與水，丙酮與水，異丙醇與異丙醚均形成共沸物7， 從塔頂以共沸組成採出，甲烷、氫氣、丙烷等輕組分也從塔頂採出，作為不凝氣放空。塔釜採 出物主要為4-甲基-2戊醇等重組分6,從塔身中下部側線採出異丙醇水溶液5,送往萃取 塔2。
[0037] (2)萃取：所用萃取溶劑為乙二醇，萃取溶劑從萃取塔2第4塊板注入，萃取塔的 理論板數為20,操作條件為：溶劑比1. 6,塔頂溫度55°C，回流比2。符合國家標準的異丙醇 產品8從塔頂採出，富含萃取劑的水溶液9從塔釜採出，送往脫水塔3。
[0038] (3)脫水：萃取溶劑乙二醇水溶液被送往脫水塔3,水從塔頂被蒸出，萃取劑乙二 醇從塔釜採出送往萃取塔2循環利用。脫水塔理論板數15,回流比為27,塔頂溫度44°C。 [0039] 所得異丙醇產品質量組成見表1。
[0040]表 1
[0041]

【權利要求】
1. 一種丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，包括以下步驟： (1)粗分：將丙酮加氫反應產物（4)送入粗分塔（1 )，利用共沸精餾原理，將輕組分以及 異丙醚與水的共沸物、丙酮與水的共沸物、異丙醇與異丙醚形成的共沸物（7)從塔頂採出； 為回收該物流中的丙酮，該流股（7)返回至丙酮儲罐，循環利用；塔釜得到重組分（6);塔身 側線採出異丙醇水溶液（5)送往萃取塔（2); (2 )萃取：粗分塔側線物流（5 )進入萃取塔（2 )中部，萃取劑（11)從萃取塔（2 )上端進 入，經萃取精餾後，從萃取塔（2)塔頂採出符合要求的異丙醇（8)產品，塔釜物料為富含萃 取劑的水溶液（9 )送入脫水塔（3 ); (3)脫水：將萃取塔（2)的塔釜物流（9)引入脫水塔（3)，萃取劑中的水（10)從塔頂採 出，萃取劑（11)從塔釜採出後至萃取塔（2)循環使用； 步驟（1)中所述的粗分塔任選填料精餾塔或板式精餾塔。
2. 根據權利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，在步驟（1)中所 述的粗分塔為填料精餾塔，其理論塔板數為30?100,回流比為1?40,塔頂溫度為30? 80。。。
3. 根據權利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，在步驟（2)中所 述的萃取劑為二甘醇、乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚、苯甲醚、苯甲酸甲酯、3-甲基-1-丁 醇、正丁基醚、己酸乙酯、異丁酸異丁酯中的一種。
4. 根據權利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，萃取劑為二甘 醇、乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚中的一種。
5. 根據權利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，步驟（2)中所述 萃取塔理論板數為15?50,萃取劑與進入萃取塔的物料的質量比為1?10。
6. 根據權利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特徵在於，步驟（3)中所述 脫水塔理論板數為10?120,回流比1?40,塔頂溫度為30?80°C。
【文檔編號】C07C29/80GK104447198SQ201310418735
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】羅淑娟, 程建民, 過良, 李東風 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院