丙酮加氫制異丙醇分離新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種丙酮加氫制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(chǎn)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(huán)使用；塔釜采出重組分；粗分塔下部側(cè)線采出異丙醇水溶液。在萃取塔中采用萃取精餾分離異丙醇水溶液，塔頂采出符合要求的異丙醇產(chǎn)品；塔釜為萃取劑水溶液，送往脫水塔。脫水塔用于回收萃取劑。采用本發(fā)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，易于操作和控制。
【專利說明】丙酮加氫制異丙醇分離新工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種丙酮加氫制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(chǎn)物的工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 異丙醇是一種性能優(yōu)良的有機溶劑，廣泛用作蟲膠、硝基纖維素、生物堿、橡膠以 及油脂等的溶劑，異丙醇還是生產(chǎn)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，用于汽車和航空燃料等方面。此外，異 丙醇還可用于制造殺菌劑、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、表面活性劑并用，在農(nóng)藥、電子工業(yè)、醫(yī)藥、涂料、日用化工以及有機合成等領(lǐng)域具有 廣泛的用途，開發(fā)利用前景廣闊。
[0003] 目前，工業(yè)上異丙醇的生產(chǎn)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(zhuǎn)化選擇性低，設備腐蝕嚴重，催化劑壽命短。丙酮加氫制備異丙醇采 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， 由于工業(yè)上大部分丙酮皆由異丙苯過氧化法獲得，并與苯酚聯(lián)產(chǎn)，由于苯酚的需求量的增 力口，聯(lián)產(chǎn)出大量的丙酮，出現(xiàn)了供需不平衡，經(jīng)常導致丙酮生產(chǎn)過剩的局面。這樣就使得由 丙酮加氫制備異丙醇成為一條經(jīng)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，由于丙酮或產(chǎn)物異丙醇可能的縮 合，能夠得到許多不希望的副產(chǎn)物，而且這些副產(chǎn)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，采用普通蒸 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制備異丙醇的工藝，由于原料中含 有少量苯，所以在加氫過程中，丙酮和苯同時與氫氣發(fā)生反應，反應器出口為異丙醇和苯的 加氫反應產(chǎn)物。苯的加氫產(chǎn)物主要有環(huán)己烷、環(huán)己烯或環(huán)己二烯，因此該工藝后續(xù)分離部分 主要為異丙醇與苯及苯的加氫產(chǎn)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復雜后處理程序。
[0006] 專利EP2045232A1公開了一種液相加氫制備異丙醇的方法，該方法的后續(xù)分離工 藝采用一個隔壁蒸餾塔來回收凈化異丙醇，側(cè)線采出含少量水的異丙醇產(chǎn)品，再進一步通 過分子篩干燥得到符合要求的異丙醇產(chǎn)品。該工藝的不足之處在于，為了利用一個隔壁塔 分離得到產(chǎn)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(chǎn)物的量需要嚴格 限制，此外，由于異丙醇與水的共沸物從塔頂采出，而該塔頂物料直接排出，影響了異丙醇 收率。
[0007] 專利CN99119158. 7發(fā)明一種加鹽萃取共沸精餾聯(lián)合過程精制異丙醇的方法，首 先將異丙醇稀水溶液經(jīng)精餾粗提于塔頂?shù)玫匠鯘饪s的異丙醇，然后用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，將萃取后有機相送入共 沸精餾脫水塔進行精制，分離劑經(jīng)濃縮器回收后循環(huán)使用，塔釜可得異丙醇含量為99. 5% 以上的產(chǎn)品。該工藝雖然僅分離異丙醇和水，但流程復雜，并且設備投資較高。
[0008] 專利CN200810138752. 9提出了一種利用隔壁共沸精餾塔生產(chǎn)無水異丙醇工藝方 法，采用環(huán)己烷等夾帶劑將異丙醇中的水帶出，隔壁塔的脫水段塔釜采出異丙醇產(chǎn)品，側(cè)線 精餾段塔釜采出廢水溶液。該發(fā)明專利也僅針對異丙醇水溶液的分離，而且適用于含水量 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，在精制塔內(nèi)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采出，塔頂物料送往后續(xù) 塔繼續(xù)脫水，塔釜得到重組分，塔身某部側(cè)線采出異丙醇產(chǎn)品。該工藝對反應器出口丙酮、 副產(chǎn)物以及水含量均沒有特別要求，流程簡單，易于操作。然而，由于側(cè)線采出異丙醇產(chǎn)品， 為了控制產(chǎn)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(fā)明提出一種針對丙酮加氫制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(chǎn)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，易于操作和控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明針對丙酮加氫制異丙醇回收率低，以及產(chǎn)品質(zhì)量不易控制的問題，提出了 一種利用萃取精餾技術(shù)分離制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(shù)方案如下：
[0013] 本發(fā)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(chǎn)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從塔頂采出。為 回收該物流中的丙酮，該流股7返回至丙酮儲罐，循環(huán)利用。塔釜得到重組分6 ;塔身側(cè)線 采出異丙醇水溶液5送往萃取塔2。
[0015] (2)萃?。捍址炙?cè)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(jīng)萃取精餾后，從萃取塔2塔頂采出符合要求的異丙醇產(chǎn)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從塔頂采出； 萃取劑11從塔釜采出后至萃取塔2循環(huán)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(yōu)選填料精餾塔；理論塔板數(shù)優(yōu)選30?100,回流比優(yōu)選1?40,塔頂溫度優(yōu) 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于任何溶劑，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(yōu)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(shù)為15?50,萃取溶劑與進入萃取塔的物料的質(zhì)量比為1?10。
[0020] 在步驟（3)中所述脫水塔優(yōu)選理論板數(shù)10?120塊，回流比優(yōu)選1?40,塔頂溫 度優(yōu)選范圍為30?80°C。
[0021] 本發(fā)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(fā)明在粗分塔內(nèi)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采出，返回至丙酮儲罐循環(huán)利用，降低了原料消耗。由塔釜 采出重組分，由塔身某部側(cè)線采出異丙醇水溶液，此處對采出物中的水含量以及重組分含 量等無任何要求。
[0023] (2)本發(fā)明對粗分塔側(cè)線采出的異丙醇水溶液無特殊質(zhì)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，塔頂采出符合要求的異丙醇產(chǎn)品。由 于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(chǎn)品中的水含 量和重組分含量非常容易控制。
[0025] ( 4 )由于本發(fā)明中萃取劑可循環(huán)使用，萃取劑損失極少，不會給環(huán)境造成污染。
[0026] (5)本發(fā)明異丙醇回收率高，流程簡單，易于操作和控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)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(shù)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， 從塔頂以共沸組成采出，甲烷、氫氣、丙烷等輕組分也從塔頂采出，作為不凝氣放空。塔釜采 出物主要為4-甲基-2戊醇等重組分6,從塔身中下部側(cè)線采出異丙醇水溶液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(shù)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(chǎn)品8從塔頂采出，富含萃取劑的水溶液9從塔釜采出，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 醇從塔釜采出送往萃取塔2循環(huán)利用。脫水塔理論板數(shù)15,回流比為27,塔頂溫度44°C。 [0039] 所得異丙醇產(chǎn)品質(zhì)量組成見表1。
[0040]表 1
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，包括以下步驟： (1)粗分：將丙酮加氫反應產(chǎn)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)從塔頂采出； 為回收該物流中的丙酮，該流股（7)返回至丙酮儲罐，循環(huán)利用；塔釜得到重組分（6);塔身 側(cè)線采出異丙醇水溶液（5)送往萃取塔（2); (2 )萃?。捍址炙?cè)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(jīng)萃取精餾后，從萃取塔（2)塔頂采出符合要求的異丙醇（8)產(chǎn)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)從塔頂采 出，萃取劑（11)從塔釜采出后至萃取塔（2)循環(huán)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(jù)權(quán)利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，在步驟（1)中所 述的粗分塔為填料精餾塔，其理論塔板數(shù)為30?100,回流比為1?40,塔頂溫度為30? 80。。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，步驟（2)中所述 萃取塔理論板數(shù)為15?50,萃取劑與進入萃取塔的物料的質(zhì)量比為1?10。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙酮加氫制異丙醇分離新工藝，其特征在于，步驟（3)中所述 脫水塔理論板數(shù)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(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)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