[發(fā)明專利]無(wú)機(jī)堿-固定床吸附技術(shù)在脫酸精制二異丁基酮中的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210039967.1
• 申請(qǐng)日: 2012-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102617314A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭向明;聶金權(quán);郭佳;丁斌;南春模
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林化工學(xué)院
• 主分類號(hào): C07C49/04
• 分類號(hào): C07C49/04;C07C45/79;B01J20/08;B01J20/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細(xì)化工領(lǐng)域中，解決二異丁基酮中的游離酸含量高的問(wèn)題，產(chǎn)品中游離酸和水分含量要求達(dá)到電子級(jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。采用固定床和無(wú)機(jī)堿吸附工藝，設(shè)計(jì)吸附塔內(nèi)件、優(yōu)化吸附劑再生條件，達(dá)到精制二異丁基酮產(chǎn)品的目的。

背景技術(shù)

在精細(xì)化工工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到脫除高級(jí)酮類溶劑中微量游離酸雜質(zhì)的產(chǎn)品精制過(guò)程，精制后的產(chǎn)品游離酸和水分含量都要求電子級(jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)行工業(yè)上都采用中和堿洗、水洗塔和脫水塔工藝，這種傳統(tǒng)的復(fù)雜工藝過(guò)程，不僅設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高，而且存在產(chǎn)品損失大、產(chǎn)生廢水量大、難達(dá)到產(chǎn)品含水量要求，特別是大分子有機(jī)酸雜質(zhì)水洗效果差。采用精餾或膜分離有很難脫除，在同一種產(chǎn)品中含有物性相近或分子量相差較大的多種微量游離酸雜質(zhì)。選擇活性炭和樹(shù)脂堿性吸附技術(shù)，就要避免活性炭碎粉末進(jìn)入產(chǎn)品和吸附過(guò)程中樹(shù)脂遇有機(jī)溶劑產(chǎn)品的溶脹問(wèn)題，因此，制備無(wú)機(jī)堿吸附劑，利用固定床吸附技術(shù)脫除有機(jī)酸雜質(zhì)是最為經(jīng)濟(jì)有效的途徑。

由于二異丁基酮產(chǎn)品中游離酸含量一直在0.058％以上，(Eastman?1137-8伊斯曼國(guó)際產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)游離酸為0.02％以下)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量長(zhǎng)期不合格，二異丁基酮產(chǎn)品，用在涂層的溶劑、硝基噴漆、食品精制、藥物、殺蟲劑的中間體等領(lǐng)域，特別是在用作移動(dòng)電話、高檔電腦殼體表而涂層的溶劑時(shí)，由于用游離酸含量不合格，導(dǎo)致色彩不鮮艷、易褪色、易老化，表而硬度降低等問(wèn)題。

二異丁基酮工業(yè)產(chǎn)品中的有機(jī)游離酸雜質(zhì)是在醇醛縮合脫水，生成異亞丙基丙酮，經(jīng)過(guò)催化加氫、四塔分離生產(chǎn)工藝流程中不可避免的進(jìn)入二異丁基酮最終產(chǎn)品。經(jīng)色譜分析，產(chǎn)品中所含有兩種以上有機(jī)游離酸雜質(zhì)。采用無(wú)機(jī)堿-固定床吸附技術(shù)，對(duì)二異丁基酮產(chǎn)品精制，去除有機(jī)游離酸雜質(zhì)，達(dá)到產(chǎn)品中游離酸含量在0.02％以下，此工藝在國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

1、無(wú)機(jī)堿吸附劑工業(yè)生產(chǎn)配方及制備方法

確定比表面積大、孔結(jié)構(gòu)合理、化學(xué)活動(dòng)能力差、對(duì)水有很強(qiáng)的親和力，具有高的吸附容量、良好的機(jī)械強(qiáng)度及耐水、耐熱性能等特點(diǎn)的無(wú)機(jī)堿吸附劑配方及工業(yè)制備方法。測(cè)定無(wú)機(jī)堿吸附劑的靜態(tài)脫酸效率、酸容量、無(wú)機(jī)堿活性組分抗流失性等指標(biāo)，選擇無(wú)機(jī)堿吸附劑的生產(chǎn)設(shè)備和最佳生產(chǎn)工藝條件。

無(wú)機(jī)堿吸附劑配方由活性氧化鋁為主體(占重量70～90％)氫氧化鎂為輔(占重量5～15％)為提高機(jī)械強(qiáng)度加入由鋁片與硝酸反應(yīng)制得起粘合作用的鋁溶膠：(2～8％)、起擴(kuò)孔作用的碳酸鹽碳酸氫鹽(2～4％)、二元醇、去離子水(1～3％)等添加劑按一定比例組成。

無(wú)機(jī)堿吸附劑的制備方法是按上述工業(yè)生產(chǎn)配方比例，在混合機(jī)械內(nèi)充分拌和成可塑體，在成型機(jī)械內(nèi)擠壓成直徑為1～2mm圓柱體，在干燥機(jī)械內(nèi)于110℃～120℃下烘干10～12小時(shí)后，篩分出碎粉料，送入轉(zhuǎn)爐內(nèi)快速升溫至500℃～550℃焙燒4～6小時(shí)。得到無(wú)機(jī)堿吸附劑成品的物化指標(biāo)為：外觀白色柱狀顆粒；比表面積(m²/g)≥300；孔容積(cm³/g)≥0.50；堆密度(g/cm³)0.5～0.6抗壓強(qiáng)度(N/顆)≥70；吸水率(％)≥62。比表面積是無(wú)機(jī)堿吸附劑最主要的性能指標(biāo)，在制備工藝條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，考察了焙燒溫度對(duì)無(wú)機(jī)堿吸附劑比表面積的影響。在500～700℃的溫度范圍中，比表面積隨焙燒溫度的升高而下降，吸附劑強(qiáng)度無(wú)明顯變化，焙燒溫度在500℃～550℃比表面積物性最佳。孔容積大是的吸附劑的理想指標(biāo)，在追求大孔容的同時(shí)，要注意提高機(jī)械強(qiáng)度，強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)無(wú)機(jī)堿吸附劑在實(shí)際使用中十分重要，在裝入吸附塔時(shí)，無(wú)機(jī)堿吸附劑的強(qiáng)度差將使其粉化，降低循環(huán)使用效率。本發(fā)明優(yōu)化的無(wú)機(jī)堿吸附劑工藝路線，使其有較高抗壓碎強(qiáng)度、較大比表面和適宜孔結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)路線。

2、設(shè)計(jì)固定床吸附脫酸塔及吸附工藝參數(shù)

根據(jù)二異丁基酮生產(chǎn)能力和測(cè)定無(wú)機(jī)堿的動(dòng)態(tài)脫酸效率、飽和吸附量、通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬與優(yōu)化，完成脫酸塔裝置的高度和直徑的設(shè)計(jì)。無(wú)機(jī)堿吸附劑在精制二異丁基酮脫酸工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，由于無(wú)機(jī)堿吸附劑裝填量較大，二異丁基酮潤(rùn)濕無(wú)機(jī)堿過(guò)程中，將釋放出大量的熱。若熱量不能及時(shí)分散，體系溫度會(huì)很快升高，導(dǎo)致二異丁基酮水解而影響到脫酸效果和無(wú)機(jī)堿吸附劑的使用壽命，有可能使脫酸精制過(guò)程不能順利進(jìn)行。為此在工業(yè)吸附脫酸精制過(guò)程中，按潤(rùn)濕無(wú)機(jī)堿和吸附過(guò)程的中和、吸附產(chǎn)生的熱效應(yīng)，設(shè)計(jì)能及時(shí)導(dǎo)出吸附熱的脫酸塔床層中間冷卻盤管及時(shí)移走潤(rùn)濕過(guò)程放出的熱量，以降低吸附床層的溫度的結(jié)構(gòu)。按無(wú)機(jī)堿顆粒強(qiáng)度、顆粒堆積密度和流體通過(guò)的均勻分布，設(shè)計(jì)吸附脫酸塔內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)。