[發(fā)明專利]一種提高丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇收率的工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364054.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103449967A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧學(xué)紅;孔維芳;余叢立;慶祖森
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇九天高科技股份有限公司
• 主分類號: C07C31/10
• 分類號: C07C31/10;C07C29/145;C07C29/80
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀(jì)昌;曹翠珍

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技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種提高丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇收率的工藝。

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背景技術(shù)

異丙醇是重要的化工產(chǎn)品和原料，用途十分廣泛。中國是亞洲地區(qū)最大的異丙醇進(jìn)口國，目前我國異丙醇年產(chǎn)約16萬噸，由于異丙醇的生產(chǎn)受原材料供應(yīng)、生產(chǎn)工藝、環(huán)保治理等諸多因素的制約，國內(nèi)年產(chǎn)量遠(yuǎn)小于市場年需求量。2010年異丙醇進(jìn)口量為11.5萬噸，2011年異丙醇進(jìn)口量為10萬噸。丙烯直接水合法是工業(yè)上生產(chǎn)異丙醇的主要方法，它是使丙烯在催化劑存在下直接發(fā)生水合反應(yīng)生成異丙醇，同時副產(chǎn)正丙醇。由于國內(nèi)丙烯資源緊張，丙烯水合工藝生產(chǎn)異丙醇的丙烯消耗量和能耗很高，生產(chǎn)成本很高。與丙烯情況相反，國內(nèi)丙酮產(chǎn)能較大，市場量富足，價格較低。工業(yè)上的丙酮幾乎皆由異丙苯過氧化法獲得（與苯酚聯(lián)產(chǎn)）。由于苯酚的需要量的增加，聯(lián)產(chǎn)出大量的丙酮，出現(xiàn)需求的不平衡，經(jīng)常導(dǎo)致丙酮過量的局面，使得丙酮的價格低于異丙醇及丙烯的價格，開發(fā)丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

在丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇的過程中伴隨少量的副反應(yīng)，副反應(yīng)產(chǎn)物主要有水、二異丙醚、雙丙酮醇以及4-甲基戊醇等，在后續(xù)異丙醇精制過程中需要分離這些副產(chǎn)物。異丙醇精制一般采用兩個精餾塔分離操作；在第一個塔中塔頂除去副產(chǎn)物水及少量未反應(yīng)完全的丙酮，塔釜得到異丙醇和其他重組分副產(chǎn)物，在第二個塔中塔頂?shù)玫胶?lt;0.03wt.%的異丙醇產(chǎn)品，其余重組分在塔釜除去。由于異丙醇與水、丙酮形成三元共沸物（丙酮8wt.%，異丙醇81wt.%，水11wt.%），傳統(tǒng)共沸精餾、萃取精餾等脫水分離工藝操作復(fù)雜，成本過高且環(huán)境污染嚴(yán)重，使得目前生產(chǎn)廠家一般將其作為廢液出售，造成異丙醇收率下降、生產(chǎn)成本過高。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇收率的工藝方法，優(yōu)化異丙醇的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，達(dá)到低成本、高收率、過程清潔無污染的目的。具體的技術(shù)方案是指：

一種提高丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇收率的工藝，包括如下步驟：

步驟1、丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇的反應(yīng)所得物料進(jìn)行氣液分離，液相進(jìn)入第一精餾塔進(jìn)行分離；

步驟2、步驟1精餾后，第一精餾塔的塔底粗異丙醇送入第二精餾塔，輕組分從塔頂采出后，送入滲透汽化膜分離裝置，滲透側(cè)是水，截留側(cè)為有機物，截留側(cè)的物料送入加氫反應(yīng)；

步驟3、第二精餾塔對粗異丙醇進(jìn)行分離，塔頂產(chǎn)出精制的異丙醇，塔底是重組分。

在步驟1中，丙酮原料經(jīng)蒸發(fā)、過熱后，與氫氣進(jìn)入裝有催化劑的反應(yīng)器，在催化劑的作用下丙酮與氫氣反應(yīng)，得到以異丙醇產(chǎn)物和未反應(yīng)的氫氣為主的物料；來自反應(yīng)器的以異丙醇和氫氣為主的物料冷卻進(jìn)入氣液分離器，將未反應(yīng)的氫氣分出并通過壓縮機送回反應(yīng)器入口以循環(huán)使用，液相進(jìn)入第一精餾塔分離水、未反應(yīng)的丙酮等輕組分。丙酮加氫反應(yīng)采用常規(guī)的工藝參數(shù)及催化劑即可。

在步驟2中，第一精餾塔的作用是將反應(yīng)生成的異丙醇和水、丙酮等輕組分進(jìn)行分離，一般來說，如果第一精餾塔的分離過程充分時，塔頂會餾出異丙醇、丙酮和水的共沸物，在工業(yè)實際上，對該物料進(jìn)行破共沸的處理非常復(fù)雜，會導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜或者是在體系中引入新的雜質(zhì)和組分。本發(fā)明通過在對該體系通過滲透汽化裝置進(jìn)行分離，膜滲透側(cè)出口物料為水，截留側(cè)出口物料主要為丙酮和異丙醇。第一精餾塔的塔頂采出的物料可以是以蒸汽或者是液體形式進(jìn)入到滲透汽化裝置。滲透汽化膜一般是采用優(yōu)先透水膜，在滲透側(cè)得到分離的水，而在截留側(cè)得到了異丙醇、丙酮等有機物，這部分有機物送回至反應(yīng)體系中，使其中未反應(yīng)完全的組分繼續(xù)反應(yīng)，并使異丙醇再進(jìn)行分離純化，這可以提高反應(yīng)的收率和丙酮的轉(zhuǎn)化率。

在第一精餾塔中，回流比可以控制在2～8，第一精餾塔的理論塔板數(shù)為15～40塊，精餾塔在常壓或加壓下操作，塔底溫度約85～90℃，塔頂溫度約54～58℃。滲透汽化膜裝置原料側(cè)壓力(絕壓)操作范圍為0.15～0.25MPa，滲透側(cè)壓力(絕壓)操作范圍為1000～3000Pa，溫度操作范圍為110～130℃。

步驟3的作用是將來自第一精餾塔塔釜的物流進(jìn)入異丙醇產(chǎn)品精制塔，經(jīng)精餾分離從塔頂采出異丙醇產(chǎn)品，從塔釜采出重組分副產(chǎn)物。采用常規(guī)的工藝參數(shù)即可，例如：理論塔板數(shù)為15～40塊，在常壓或加壓下操作，塔頂溫度和塔底溫度分別為80～84℃、98～102℃。

所述的滲透汽化膜分離裝置采用的分離膜是殼聚糖膜、聚乙烯醇膜、海藻酸鈉膜、二氧化硅膜或分子篩膜。