加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物的方法，分離工藝主要包括粗分、萃取、脫水三個蒸餾塔，加鹽萃取精餾方法主要用于萃取塔。丙酮加氫反應產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，粗分塔下部側線采出異丙醇水溶液。在萃取塔中采用加鹽萃取精餾方法分離異丙醇水溶液，塔頂采出符合要求的異丙醇產品，塔釜為萃取劑水溶液，送往脫水塔。脫水塔用于回收萃取劑。采用本分離方法，可以顯著減少溶劑比，降低能耗。
【專利說明】加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種丙酮加氫制備異丙醇的分離工藝，具體的說，涉及一種利用加鹽 萃取精餾方法分離丙酮加氫反應產物的工藝方法。

【背景技術】
[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，在汽車和航空燃料等諸方面都有應用。 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，在農藥、電子工業(yè)、醫(yī)藥、涂料、日用化工以及有機合成等領 域具有廣泛的用途，開發(fā)利用前景廣闊。
[0003] 目前，工業(yè)上異丙醇的生產方法主要有丙烯間接水合法、丙烯直接水合法。采用水 合法的主要缺點有：丙烯轉化選擇性低，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的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)上大部分丙酮都是由異丙苯過氧化法獲得，并與苯酚聯(lián)產；由于苯酚的需求 量的增加，聯(lián)產出了大量的丙酮，出現(xiàn)了供需不平衡，經常導致丙酮生產過剩的局面。因此 就使由丙酮加氫制備異丙醇成為一條經濟可行的路線。
[0004] 丙酮和氫氣在反應器中反應生成異丙醇的同時，由于丙酮或產物異丙醇可能的縮 合，能夠得到許多不希望的副產物，而且這些副產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、異甲醚、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] 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 反應產物。苯的加氫產物主要有環(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] 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，側線采出含少量水的異丙醇產品，再進一步通過分 子篩干燥得到符合要求的異丙醇產品。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] 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脂肪烴作為萃取劑，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 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] CN200810138752. 9提出了一種利用隔壁共沸精餾塔生產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品，側線精餾 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，塔身某部側線采出異丙醇產品。該工藝對反應器出口丙酮、 副產物以及水含量均沒有特別要求，流程簡單，易于操作。然而，由于側線采出異丙醇產品， 為了控制產品中的水含量及重組分含量，異丙醇的收率受到一定影響。
[0010] 本發(fā)明針對丙酮加氫反應產物分離工藝流程復雜、收率低、能耗高等問題，提出一 種新的加鹽萃取精餾分離方法，該分離方法對反應器出口丙酮、副產物以及水含量均沒有 特別要求，異丙醇回收率高，萃取精餾溶劑比低，可以明顯降低工藝能耗。


【發(fā)明內容】

[0011] 本發(fā)明針對丙酮加氫反應產物分離工藝流程復雜、收率低、能耗高等情況，提出了 一種利用加鹽萃取精餾技術分離制備高純度異丙醇的方法。
[0012] 具體的技術方案如下：
[0013] 本發(fā)明的丙酮加氫制異丙醇分離工藝詳見圖1，包括以下步驟：
[0014] (1)粗分：將丙酮加氫反應產物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， 返回至反應器入口循環(huán)使用；塔釜得到重組分6,塔身側線采出大量異丙醇水溶液5 ;
[0015] (2)萃?。簩⒋址炙染€采出的異丙醇水溶液5引入萃取塔2中部，加鹽的萃取劑 11從萃取塔上端進入塔內，塔頂?shù)玫疆惐籍a品8,塔釜為富含萃取劑的水溶液送往后續(xù) 脫水塔3 ;
[0016] (3)脫水：萃取塔塔釜物流9進入脫水塔3,萃取劑中的水從塔頂采出10,萃取劑 11從塔釜采出，至萃取塔2循環(huán)使用；
[0017] 在步驟（1)中所述的精餾塔為普通精餾塔，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，回流比優(yōu)選1?40,塔頂溫度優(yōu)選30?IKTC。
[0018] 在步驟（2)中所述的萃取塔，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。所述鹽有鉀鹽、鈉 鹽等。所述加鹽萃取塔理論板數(shù)為10?80,萃取溶劑與進入萃取塔的物料的質量比為1? 10。
[0019] 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?10,塔頂溫 度優(yōu)選范圍為40?60°C。
[0020] 本發(fā)明提出的丙酮加氫制異丙醇分離工藝具有以下特點：
[0021] (1)本發(fā)明的方法中，粗分塔頂輕組分重新返回至反應器入口，循環(huán)利用，降低了 原料消耗。
[0022] (2)本發(fā)明的方法中，對粗分塔塔身側線采出的異丙醇水溶液無任何組分含量、質 量等要求，因此容易控制異丙醇收率。
[0023] (3)本發(fā)明的方法中，萃取塔采用加鹽萃取方法，可有效減小進塔溶劑比和回流 t匕，降低能耗。
[0024] (4)本發(fā)明的方法流程簡單，易于操作控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的丙酮加氫制異丙醇分離工藝示意圖。
[0026] 附圖標記說明：
[0027] 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異丙醇產品；9萃取劑水溶液；10水；11萃取劑。

【具體實施方式】
[0028] 下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明。
[0029] 實施例：
[0030] 如圖1所示，丙酮加氫制異丙醇分離工藝包括以下步驟：
[0031] (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,從塔身中下部側線采出異丙醇水溶液5,送往萃取 塔2 ;塔頂使用循環(huán)水冷卻，塔釜采用低壓蒸汽加熱。
[0032] (2)萃?。核萌軇橐叶?醋酸鉀水溶液，溶劑從萃取塔第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. 4,塔頂溫度55°C，回流比1. 2。符合國家標準的 異丙醇產品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 ;塔頂循環(huán)水 冷卻，塔釜中壓蒸汽加熱。
[0033] (3)脫水：溶劑乙二醇-醋酸鉀水溶液9被送往脫水塔3,水10從塔頂被蒸出，萃 取劑乙二醇-醋酸鉀11從塔釜采出送往萃取塔循環(huán)利用。脫水塔理論板數(shù)10,回流比為 27,塔頂溫度44°C。塔頂循環(huán)水冷卻，塔釜中壓蒸汽加熱。
[0034] 所得異丙醇產品質量組成見表1。
[0035] 表 1
[0036]

【權利要求】
1. 一種加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法，其特征在于，該方 法包括以下步驟： (1) 粗分：將丙酮加氫反應產物（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)從塔頂采出后 返回至反應器入口循環(huán)使用，塔釜得到重組分（6)，塔身側線采出大量異丙醇水溶液（5); (2) 萃?。簩⒋址炙染€采出的異丙醇水溶液（5)引入萃取塔（2)中部，加鹽的萃取劑 (11)從萃取塔上端進入塔內，塔頂?shù)玫疆惐籍a品（8)，塔釜為富含萃取劑的水溶液（9)送 往后續(xù)脫水塔（3); (3) 脫水：萃取塔塔釜物流（9)進入脫水塔（3)，萃取劑中的水從塔頂采出（10)，萃取劑 (11)從塔釜采出，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)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，步驟（1)中所述的粗分塔為填料精餾塔，回流比1?40,塔頂溫度30?110°C。
3. 根據(jù)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，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)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，步驟（2)中所述的萃取劑為二甘醇、乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚中的一種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，步驟（2)中所述的鹽為鉀鹽或鈉鹽。
6. 根據(jù)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，步驟（2)中所述萃取塔理論板數(shù)為10?80,萃取劑與進入萃取塔的物料的質 量比為1?10。
7. 根據(jù)權利要求1所述的加鹽萃取精餾法分離丙酮加氫反應產物制備異丙醇的方法， 其特征在于，步驟（3)中所述脫水塔理論板數(shù)為10?120,回流比為1?10,塔頂溫度為 40 ?60。。。
【文檔編號】C07C29/76GK104447199SQ201310418885
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日: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