[發(fā)明專利]一種混合碳四中異丁烯水合制備叔丁醇的方法

有效

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• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104478657A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚志龍;葉麗莉;周明;孫培永;毛進池;張勝紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京恩澤福萊科技有限公司;北京石油化工學(xué)院
• 主分類號: C07C29/04
• 分類號: C07C29/04;C07C31/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種混合碳四中異丁烯水合制備叔丁醇的方法。

背景技術(shù)

混合碳四中異丁烯和正丁烯的沸點相差很小，用常規(guī)的蒸餾方法將異丁烯從碳四中分離出來不經(jīng)濟，一般情況下碳四都被直接作燃料燒掉，造成資源的浪費。

叔丁醇具有廣泛的用途，如：生產(chǎn)高純度異丁烯、汽油添加劑、甲基丙烯酸甲酯等重要的化工產(chǎn)品。

現(xiàn)有的異丁烯水合方法之一是將異丁烯與含表面活性劑或叔丁醇的水混合后，以并流的方式通過裝填有強酸陽離子交換樹脂催化劑的固定床進行反應(yīng)。這種方法通過增加異丁烯與水的互溶性，以提高異丁烯轉(zhuǎn)化率。

專利CN1511815A公開了一種由聚醚作溶劑的叔丁醇生產(chǎn)方法，將混合碳四和水與表面活性劑混合后，由固定床反應(yīng)器上部進入，出反應(yīng)器的物料進入催化蒸餾塔，異丁烯和水繼續(xù)生成叔丁醇，同時完成碳四與叔丁醇水溶液的分離。塔釜得到的叔丁醇水溶液送入叔丁醇精制塔，于塔頂獲得叔丁醇。該方法的選擇性大于99％，轉(zhuǎn)化率大于90％。但是，其加入溶劑，增加了成本，并且給后期溶劑的分離帶來困難，增加了能耗和設(shè)備費用。

專利CN101293813B公開了由碳四組分中的異丁烯水合制備叔丁醇的方法，其乳化劑結(jié)構(gòu)為RC6H5O(CH2CH2O)nH，其中R為異辛基、新癸基、或異十二烷基。碳四與含乳化劑的去離子水混合后形成油包水乳化液后送入水合反應(yīng)器上部，中部補加水。乳化劑不需分離，經(jīng)離子交換床后直接和水一起返回入口。但其采用的并流方式使得轉(zhuǎn)化率受到限制。

專利CN103804139A中公開了一種叔丁醇的制備方法。該方法采用首尾相連多個固定床反應(yīng)器，第一級反應(yīng)器中加入叔丁醇水溶液，后面每級反應(yīng)器加入的混合碳四異丁烯有效質(zhì)量空速相等。該方法原料中加入叔丁醇，增加了成本，并且控制每級加入的異丁烯質(zhì)量相等的過程較復(fù)雜和繁瑣。

現(xiàn)有的異丁烯水合方法之一是將反應(yīng)器和精餾塔或是萃取塔結(jié)合，行成一設(shè)備，在其中同時發(fā)生水合反應(yīng)和精餾或萃取反應(yīng)。這種方法中水和碳四烴以逆流方式通過催化劑層，水將反應(yīng)生成的叔丁醇及時帶走，使異丁烯水合向正方向進行，突破化學(xué)平衡的限制，以提高異丁烯轉(zhuǎn)化率和選擇性。

專利US4012456中公開了一種利用反應(yīng)精餾方式由含異丁烯的碳四烴水合制備叔丁醇的方法。中段裝填澆鑄成規(guī)整填料形狀的樹脂，塔頂加入水，催化劑段的下部加入碳四烴，碳四烴含有的異丁烯在催化劑段水合反應(yīng)生成叔丁醇。叔丁醇與水向塔底部流動，于塔釜采出。未反應(yīng)的碳四烴上升，在精餾段脫除所溶的叔丁醇，于塔頂采出。反應(yīng)精餾法中產(chǎn)物叔丁醇及時被水帶走，反應(yīng)向正方向進行，使異丁烯的轉(zhuǎn)化率得到大幅度的提高，達到90～99％。但是，該方法中催化劑預(yù)先經(jīng)過澆鑄處理，增加了成本，水自塔頂進入，催化劑段的溫度不易控制，且塔頂回流，易生成副產(chǎn)物，工藝流程較復(fù)雜。

專利CN101423454B中公開了一種由含異丁烯的碳四烴反應(yīng)萃取制叔丁醇的方法。該方法中將反應(yīng)器與萃取塔結(jié)合在同一設(shè)備中，反應(yīng)物經(jīng)外部換熱以逆流的方式進入催化萃取塔，催化劑層以上水將碳四烴中夾帶的叔丁醇萃取下來，經(jīng)過催化劑層一起流向塔底，從塔釜連續(xù)采出。這種方法中，水烴比越大，濃度差越大，推動力越大反應(yīng)動力越大。所以，該方法中水烴比大，耗水量大，塔釜采出的液體量大。并且該方法中催化劑兼具填料作用，用量較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種混合碳四中異丁烯水合制備叔丁醇的方法，催化劑用量少、裝填容易，耗水量小，溫度更容易控制，異丁烯的轉(zhuǎn)化率和選擇性高。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種混合碳四中異丁烯水合制備叔丁醇的方法，包括如下步驟：

將液態(tài)混合碳四通入到催化蒸餾塔塔底并加熱到一定溫度氣化；

氣化后的混合碳四上升過程中通過催化劑與催化劑上層的水反應(yīng)生成叔丁醇；

通過催化蒸餾塔塔頂部的水將反應(yīng)后混合在混合碳四中的叔丁醇吸收。

優(yōu)選地，催化劑為大孔陽離子交換樹脂。

優(yōu)選地，大孔陽離子交換樹脂的直徑為0.45～1.25，含水量為40～50％，功能基團≥3.10[H+]，最高工作溫度為180℃。

優(yōu)選地，混合碳四中含有丙烯、異丁烷、正丁烷、反丁烯、正丁烯、異丁烯、順丁烯；異丁烯含量范圍為10～40％。

優(yōu)選地，催化蒸餾塔塔底的溫度為80-180℃。