專利名稱：一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，確切地說是涉及甲基異丁基甲酮(MIBK)加氫制備甲基異丁基甲醇(MIBC)的反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法。
背景技術(shù)：
甲基異丁基甲醇(MIBC)是一種重要中碳醇，主要用于生產(chǎn)柴油機(jī)車重載ZDDP潤滑油添加劑，其次用作金礦、銅礦和其它礦石的主要浮選劑，還有它是優(yōu)良的中沸點(diǎn)溶劑，可用作染料、石油、橡膠、樹脂、石臘、硝基纖維素和乙基纖維素等的溶劑。國外多數(shù)丙酮(異丙醇)縮合加氫制甲基異丁基甲酮(MIBK)裝置副產(chǎn)MIBC，通過工藝調(diào)節(jié)可增產(chǎn)回收MIBC，滿足日益增長的工業(yè)需求[言莫公譯，王芳校，化工譯叢 2006，(3):25-34]。我國雖已建設(shè)多套丙酮縮合加氫制MIBK工業(yè)裝置，但均采用一步法工藝，不副產(chǎn)MIBC[孫振恒等，精細(xì)與專用化學(xué)品2007，15(8) :12-18]。因此，國內(nèi)MIBC需求依賴進(jìn)口產(chǎn)品滿足，導(dǎo)致國內(nèi)MIBC價(jià)格長期居高不下，影響其市場拓展和相關(guān)行業(yè)技術(shù)水平提升。為了滿足國內(nèi)市場需求，許多研究者探索過MIBC生產(chǎn)方法。童孟良[石油化工2006，35 (07) :661-664]研究了骨架鎳催化劑液相催化MIBK加氫制備MIBC反應(yīng)，MIBK的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100. 0%，MIBC的收率可達(dá)99. 3%，反應(yīng)產(chǎn)物中MIBC的含量可達(dá)到95%以上。該方法雖然反應(yīng)條件溫和，活性和選擇性高，但間歇操作，且骨架鎳催化劑堿液活化過程會產(chǎn)生廢水，污染環(huán)境。中國專利(ZL02133132. 4)發(fā)明了一種催化蒸餾MIBK和MIBC的方法。丙酮和氫分別預(yù)熱后，進(jìn)入催化蒸餾塔中，在塔內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)和蒸餾分離，反應(yīng)產(chǎn)物在塔釜內(nèi)積累，未反應(yīng)的丙酮由塔頂蒸出并回流到塔內(nèi)再次參加反應(yīng)。該發(fā)明雖可同時(shí)生產(chǎn)MIBK和MIBC，充分利用反應(yīng)熱，但丙酮單程轉(zhuǎn)化率最高只有51. 87%，MIBC選擇性最高只有32. 44%，增加了后續(xù)分離難度。中國專利(ZL00110465. 9)發(fā)明了一種酮類加氫制備相應(yīng)醇的方法。采用CuO-ZnO-Al2O3催化劑，在反應(yīng)溫度180°C、2. OMPa條件下，MIBK的轉(zhuǎn)化率89. 4%，MIBC選擇性為99. 9%，反應(yīng)產(chǎn)物中MIBC的含量可能達(dá)到85%以上。綜上所述，在MIBC生產(chǎn)方法相關(guān)文獻(xiàn)中均未提及其分離精制方法。在以MIBK催化加氫制MIBC的反應(yīng)中，由于MIBC選擇性高達(dá)99%，并且原料中的雜質(zhì)含量較低，這樣反應(yīng)產(chǎn)物中只含有MIBC、MIBK、H20和雜質(zhì)等組分，而且以MIBC和MIBK為主。根據(jù)實(shí)際反應(yīng)產(chǎn)物分析檢測，本發(fā)明分離原料的組成為MIBC8(T95%、MIBK4 18%、H2OO. 5 2%、雜質(zhì) 0. 2 2. 0%。為了獲得高純度MIBC產(chǎn)品，按照現(xiàn)有技術(shù)[陳敏恒等編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2000]，上述反應(yīng)產(chǎn)物分離需采用雙塔流程進(jìn)行分離。這樣，不但設(shè)備投資大，同時(shí)分離能耗也較聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種設(shè)備投資小、分離能耗低的一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，包括以下步驟
甲基異丁基甲酮加氫制備甲基異丁基甲醇的反應(yīng)產(chǎn)物，先經(jīng)氣液分離器分離，氣相成份循環(huán)回反應(yīng)器，液相送入蒸餾塔進(jìn)料板；蒸餾塔頂采出含有水和甲基異丁基甲酮的物料，經(jīng)油水分離器分離后，油相循環(huán)到原料罐；蒸餾塔的側(cè)線采出甲基異丁基甲醇；蒸餾塔釜采出含醇的重組分，用于調(diào)制油品。上述反應(yīng)產(chǎn)物含有MIBC、MIBK、H20和少量雜質(zhì)，其中MIBC含量不低于80%wt，H2O 不高于2%wt。本發(fā)明的技術(shù)特征進(jìn)一步闡述如下
蒸餾塔是分離過程的主要設(shè)備，其種類包括板式塔、填料塔、隔板塔等。板式塔是一種應(yīng)用極為廣泛的氣液傳質(zhì)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單設(shè)計(jì)方便，操作彈性大，特別適合分離產(chǎn)品純度高的物料和側(cè)線出料。填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物組成及特點(diǎn)，本發(fā)明適宜的分離設(shè)備為板式塔、填料塔。蒸餾塔操作壓力是一個(gè)重要控制參數(shù)，操作壓力對塔頂和塔釜的操作溫度，組分間相對揮發(fā)度、塔的造價(jià)和操作費(fèi)用、分離效率等，都有一定的影響。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物各組分特點(diǎn)，本發(fā)明適宜的操作壓力為減壓、常壓和微正壓，優(yōu)選常壓和微正壓。蒸餾塔的理論塔板數(shù)是衡量蒸餾塔實(shí)際分離效率的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。一般利用相平衡原理和塔的操作線方程可確定塔的理論塔板數(shù)，其方法有逐板計(jì)算法和圖解法。在多元精餾中，因?yàn)榉顷P(guān)鍵組分的存在，使得最佳進(jìn)料位置的確定至關(guān)重要。通常來說，最佳進(jìn)料位置位于全塔中間塔板附近。側(cè)線采出板的位置是確定產(chǎn)品純度的關(guān)鍵，通常根據(jù)分離原料在該塊塔板上氣相和液相組分的純度來確定。在精餾分離過程中，回流比是精餾的核心，是精餾操作的一個(gè)重要控制參數(shù)。它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。本發(fā)明通過模擬計(jì)算及實(shí)踐確定，上述分離方法中，適宜的各參數(shù)值為，蒸餾塔的理論塔板數(shù)為12飛0，回流比為I. 5飛I (mol)，進(jìn)料板位置為第5 32塊，側(cè)線采出板位置為第10 50塊。上述分離方法中，更佳的各參數(shù)值為，蒸餾塔的理論塔板數(shù)為15飛0，回流比為I. 5 4. 5 I (mol)，進(jìn)料板位置為第疒28塊，側(cè)線采出板位置為第12 42塊。本分離方法中，蒸餾塔通過塔頂、側(cè)線、塔釜三路出料。塔頂采出含酮、醇和水的餾分；側(cè)線直接采出純度99%以上醇的產(chǎn)品；塔釜采出含醇的重組分，用于調(diào)制油品。塔頂采出的餾分被輸送至油水分離器，根據(jù)水和酮的密度差，利用重力沉降原理去除水份，油相循環(huán)到原料罐繼續(xù)反應(yīng)。為了提高沉降分離效果，分離器內(nèi)部設(shè)置擴(kuò)散錐、濾網(wǎng)等分離元件。油水分離器采用常溫常壓條件，附設(shè)液位計(jì)。本發(fā)明液相反應(yīng)產(chǎn)物和蒸餾產(chǎn)物均采用HP-5890氣相色譜儀分析，用SE-30毛細(xì)管色譜柱，柱溫40°C。各組分采用標(biāo)樣或GC-MS色質(zhì)聯(lián)用儀定性分析。采用面積歸一的計(jì)算方法定量計(jì)算。本發(fā)明除注明外，所有組分的含量或純度是以質(zhì)量百分含量表示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下
I、本發(fā)明采用單塔側(cè)線加油水分離的方式來分離酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物，MIBC產(chǎn)品純度高(彡99%)，工藝流程簡短。2、根據(jù)流程模擬計(jì)算，在滿足MIBC產(chǎn)品純度99%的條件下，采用本發(fā)明單塔側(cè)線流程，不僅節(jié)省大量設(shè)備投資，而且降低分離能耗約75%。



附圖I本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖I中，V-201為氣液分離器，P-201為泵，T-201為蒸餾塔，E-201為冷卻器，D-201為油水分離器，E-202為冷凝器，E-203為再沸器，201為待分離反應(yīng)產(chǎn)物液相流股，202為氣相流股，203 為液相流股，204、205、206、207、208、209、211、212 均為管線。附圖僅僅是用于說明本發(fā)明的工藝流程，只畫出解釋過程的必要設(shè)備，而其它明顯需要的設(shè)施，如儀表、氣體回流設(shè)備、泵、閥門、中間罐等省略。本發(fā)明并不局限于此圖中所述過程。按圖I所示的流程，甲基異丁基甲酮加氫制備甲基異丁基甲醇的液相反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)流股201輸送至氣液分離器V-201中，進(jìn)行氣液相的分離，分離后的氣相流股202被輸送至反應(yīng)器入口繼續(xù)參與反應(yīng)，分離后液相流股203，通過泵P-201按一定的流量由管線204輸送至蒸餾塔T-201中。經(jīng)蒸餾塔T-201分離后，塔頂餾份由管線205輸送至冷卻器E-201中冷卻分離，一部分由管線206回流至蒸餾塔T-201中，另一部分由管線207輸送至油水分離器D-201中；經(jīng)0-201分離后的油相，由管線208輸送至反應(yīng)原料罐繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，分離后的水相由管線209輸送至循環(huán)水管道。蒸餾塔T-201側(cè)線餾份由管線210輸送至冷卻器E-202中，經(jīng)冷卻分離后由管線211輸送至產(chǎn)品罐中。蒸餾塔T-201塔釜餾份為含醇的重組分，由管線212輸送至油品調(diào)制罐中，E-203是再沸器。具體實(shí)施方法
下面舉例說明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下實(shí)例。實(shí)施例I
液相反應(yīng)產(chǎn)物各組分的組成如下=H2OO. 2%、MIBK8. 3%、MIBC91. 1%、雜質(zhì)0. 4%。采用一個(gè)帶夾套的玻璃填料柱間歇蒸餾塔，塔高I. Om,內(nèi)徑0 20mm，塔釜容積為500ml的三口玻璃燒瓶。塔內(nèi)填充不銹鋼￠2. 5X2. 5_ 0環(huán)型的高效填料，理論塔板數(shù)為60-70塊/m。玻璃夾套內(nèi)涂有一層可以導(dǎo)電的薄膜，通過外接的調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)加熱電壓，以便對塔身進(jìn)行保溫。實(shí)驗(yàn)時(shí)先在三口玻璃燒瓶加入約300ml液相反應(yīng)產(chǎn)物，電子秤稱重，氣相色譜分析。塔頂冷卻管通冷卻水冷卻；然后開啟真空泵對系統(tǒng)抽真空，通過壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)和穩(wěn)定塔內(nèi)的操作壓力，塔內(nèi)的壓力可用真空壓力表測量。開電磁攪拌器，同時(shí)將塔釜通隊(duì)10!^11，將釜內(nèi)的空氣置換干凈。最后開啟塔釜電加熱器加熱電源，并通過調(diào)溫旋鈕控制塔釜的加熱量與釜溫，塔體的保溫電壓由變壓器調(diào)節(jié)與控制。回流比的大小由回流比控制器控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表I。表I蒸餾柱分離結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，其特征在于酮催化加氫的反應(yīng)產(chǎn)物，先經(jīng)氣液分離器分離，氣相循環(huán)回反應(yīng)器，液相送入蒸餾塔進(jìn)料板；蒸餾塔頂采出含有水和酮的物料，經(jīng)油水分離器分離后，油相循環(huán)到原料罐；蒸餾塔的側(cè)線采出醇產(chǎn)品；蒸餾塔釜采出含醇的重組分，用于調(diào)制油品。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)產(chǎn)物含有MIBC、MIBK、H2O和少量雜質(zhì)，其中MIBC含量不低于80%wt，H2O不高于2%wt。
3.根據(jù)權(quán)利2所述一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，其特征在于所述蒸餾塔的理論塔板數(shù)為12飛0，回流比為I. 5飛l(mol)，進(jìn)料板位置為第5 32塊，側(cè)線采出板位置為第10 50塊。
4.根據(jù)權(quán)利3所述一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，其特征在于所述蒸餾塔的理論塔板數(shù)為15飛0，回流比為I. 5 4. 5 I (mol)，進(jìn)料板位置為第7 28塊，側(cè)線采出板位置為第12 42塊。
5.根據(jù)權(quán)利1-3任一所述所述一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，其特征在于蒸餾塔的操作壓力為減壓、常壓或微正壓。
6.根據(jù)權(quán)利1-3任一所述所述一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法,其特征在于所述分離設(shè)備為板式塔或填料塔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物的分離方法，確切地說是涉及甲基異丁基甲酮催化加氫反應(yīng)產(chǎn)物的簡化分離方法。酮催化加氫的反應(yīng)產(chǎn)物，先經(jīng)氣液分離器分離，氣相循環(huán)回反應(yīng)器，液相送入蒸餾塔進(jìn)料板；蒸餾塔頂采出含有水和酮的物料，經(jīng)油水分離器分離后，油相循環(huán)到原料罐；蒸餾塔的側(cè)線采出醇產(chǎn)品；蒸餾塔釜采出含醇的重組分，用于調(diào)制油品。本發(fā)明目標(biāo)產(chǎn)品純度高，工藝流程短，投資省，能耗低。
文檔編號C07C31/125GK102786388SQ20111012668
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者于超英, 仇忠, 姚彩蘭, 王濤, 王金梅, 胡傳清, 趙培慶, 趙志遠(yuǎn), 金龍, 陳革新 申請人:泰州石油化工有限責(zé)任公司