一種低碳烯烴水合工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低碳烯烴水合工藝，具體地說涉及一種能夠長(zhǎng)周期、高穩(wěn)定性運(yùn) 轉(zhuǎn)的低碳烯經(jīng)水合制低碳醇工藝。 技術(shù)背景
[0002] 低碳烯烴水合反應(yīng)是一種重要的催化過程。在水合反應(yīng)中，最有代表意義和實(shí)用 價(jià)值的是低碳烯烴經(jīng)水合反應(yīng)制備醇類，如乙醇、異丙醇、仲丁醇等低碳醇。低碳醇作為重 要有機(jī)化工原料和溶劑，有著非常廣泛的用途。乙醇可用于制染料、涂料、藥物、合成橡膠、 洗滌劑。異丙醇可用作合成甘油、丙酮外亦可用于農(nóng)藥、香料等精細(xì)品的合成。仲丁醇大量 用于合成甲基乙基酮，或可作為增塑劑、除草劑、選礦劑的原料。
[0003]CN200410028722. 4公開了一種低碳烯烴直接水合生產(chǎn)低級(jí)醇的方法。在固體酸 催化劑（陽(yáng)離子樹脂催化劑、分子篩催化劑或磷酸硅藻土等催化劑）的作用下，于反應(yīng)溫度 80?200°C、反應(yīng)壓力2. 0?20.OMPa下，水合反應(yīng)的原料低碳烯烴采用分段進(jìn)料方式，總 的進(jìn)料水與低碳烯烴的摩爾比〇. 1?30,將含有2至5個(gè)碳原子的低碳烯烴催化水合成低 碳醇。反應(yīng)產(chǎn)物為相應(yīng)的含有2至5個(gè)碳原子的醇及醇和醚的混合物，將反應(yīng)后的產(chǎn)物流 中的醇分離出來。CN200710177893. 7公開了一種低碳烯烴的水合反應(yīng)方法，將水和低碳烯 烴原料輸入磁穩(wěn)定床反應(yīng)器中與磁性強(qiáng)酸性樹脂接觸反應(yīng)，水與低碳烯烴的摩爾比為1? 20 : 1，反應(yīng)溫度為70?140°C，反應(yīng)壓力為0? 5?lOMPa，液體體積空速為2?lOOtT1， 磁穩(wěn)定床反應(yīng)器的磁場(chǎng)強(qiáng)度為10?1500奧斯特。CN200510075407. 1公開一種連續(xù)生產(chǎn) 低級(jí)醇的方法，采用水合工藝，反應(yīng)溫度80?200°C，反應(yīng)壓力4. 0?20.OMPa，固體酸催 化劑的作用下，將低碳烯烴催化水合成低碳醇，并將反應(yīng)后產(chǎn)物中的醇分離出來；水合催化 劑在使用前經(jīng)過抽真空、充入氮?dú)膺M(jìn)行處理。CN200410001112. 5公開了一種連續(xù)生產(chǎn)含有 2至5個(gè)碳原子的低級(jí)醇的方法，這種方法包括在反應(yīng)溫度100?200°C、反應(yīng)壓力4. 0? 20.OMPa，在陽(yáng)離子交換樹脂催化劑的作用下，將含有2至5個(gè)碳原子的低碳烯烴催化水合 成低碳醇。反應(yīng)過程中使用的催化劑是經(jīng)過預(yù)處理后的，預(yù)處理?xiàng)l件為：直接使用水合原 料低碳烯烴和脫離子水在反應(yīng)溫度150?180°C、壓力1. 0?4.OMPa、水烯摩爾比為50? 100的條件下對(duì)催化劑進(jìn)行處理，預(yù)處理時(shí)間為50?120小時(shí)。
[0004] 現(xiàn)有低碳烯烴水合制低碳醇工藝在催化劑的制備、反應(yīng)條件的優(yōu)化等方面均取得 了顯著的技術(shù)進(jìn)步。但是低碳烯烴水合制低碳醇工藝長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性并沒有得到根本 性的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低碳烯烴水合制低碳醇工藝。該方法操作 簡(jiǎn)單，能夠明顯提高低碳烯烴水合制低碳醇工藝長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
[0006] -種低碳烯烴水合工藝，包括如下內(nèi)容：將水注入到裝滿液態(tài)低碳烯烴的原料灌 中，靠水的擠壓將液態(tài)低碳烯烴輸送到水和反應(yīng)器內(nèi)，在催化劑的作用下進(jìn)行水合反應(yīng)，反 應(yīng)條件如下：液態(tài)低碳烯烴的液體體積空速為0. 51T1?2. 51T1，水烯摩爾比0. 8?2. 5， 水合反應(yīng)溫度為135°C?170°C，反應(yīng)壓力為5.OMPa?10. 0MPa;優(yōu)選液態(tài)低碳烯烴的液 體體積空速為1.Oh-1?2.Oh-1，水烯摩爾比1. 0?2. 0,水合反應(yīng)溫度為140°C?165°C，反 應(yīng)壓力為6.OMPa?8. 0MPa。
[0007] 本發(fā)明方法中所述的催化劑可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任一的陽(yáng)離子交換樹脂催化劑 或者采用自制的改性陽(yáng)離子交換樹脂催化劑。優(yōu)選以固體超強(qiáng)酸S0427Zn0改性后的陽(yáng)離 子交換樹脂催化劑，改性樹脂催化劑中以作為載體的陽(yáng)離子交換樹脂的重量為基準(zhǔn)，改性 劑固體超強(qiáng)酸S0427Zn0以鋅元素計(jì)占催化劑載體質(zhì)量的1 %?10 %。采用改性后的陽(yáng)離 子交換樹脂催化劑能夠進(jìn)一步提高水合工藝長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
[0008] 本發(fā)明方法采用輸送泵將水注入到裝滿液態(tài)低碳烯烴的原料灌中。所述輸送泵包 括柱塞泵、拉桿泵、齒輪泵、磁力泵、離心泵或管道泵等常規(guī)用泵。由于液態(tài)低碳烯烴進(jìn)料方 式的調(diào)整，只要采用普通的輸送泵就能實(shí)現(xiàn)原料的穩(wěn)定進(jìn)料，解決了現(xiàn)有工業(yè)應(yīng)用中采用 昂貴的進(jìn)口泵的要求，大大降低了成本。
[0009] 本發(fā)明方法中裝滿液態(tài)低碳烯烴的原料灌可以設(shè)置為兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)行切換。 所述的低碳烯烴包括丙烯、丁烯、戊烯等。
[0010] 本發(fā)明方法可以在水合反應(yīng)器和原料灌之間連接液態(tài)烴計(jì)量器如液體瞬時(shí)流量 計(jì)或液體瞬時(shí)累積流量計(jì)，能夠?qū)σ簯B(tài)烴的進(jìn)料量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量。所述的液體瞬時(shí)流量 計(jì)為玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)或金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。所述的液體瞬時(shí)累積流量計(jì)為孔板流量計(jì)、均速 管流量計(jì)或電磁流量計(jì)。
[0011] 研究結(jié)果表明，液態(tài)低碳烯烴的進(jìn)料方式會(huì)嚴(yán)重影響水合反應(yīng)長(zhǎng)周期運(yùn)裝的穩(wěn)定 性。現(xiàn)有技術(shù)中液態(tài)低碳烯烴進(jìn)料均直接采用泵從烴原料罐中抽出直接打入反應(yīng)器中，進(jìn) 行水合反應(yīng)。由于烴在臨界壓力以上時(shí)呈液態(tài)，此時(shí)采用泵直接由烴罐中抽出可以保證泵 不產(chǎn)生氣蝕，能夠順利完成裝置進(jìn)料，當(dāng)烴罐中的烴在泵抽出道一定量時(shí)，烴罐中的壓力會(huì) 下降，達(dá)不到臨界壓力，此時(shí)烴會(huì)逐漸氣化，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，此時(shí)在用泵從烴罐中抽出烴時(shí)，會(huì) 使泵產(chǎn)生氣蝕，使進(jìn)料量忽大忽小，影響反應(yīng)裝置的穩(wěn)定性。當(dāng)進(jìn)料量增大時(shí)，會(huì)使管道的 安全性降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管道爆裂，發(fā)生火災(zāi)。由于進(jìn)料量的波動(dòng)，使得反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不能 保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，反應(yīng)器中的線速度發(fā)生變化，對(duì)催化劑床層產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致催化劑 破碎影響催化劑的活性穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)致使整個(gè)裝置停工。本發(fā)明方法采用的進(jìn)料方式能 夠完全解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，可以穩(wěn)定、持續(xù)、準(zhǔn)確計(jì)量的進(jìn)料，提高了催化劑的使用 壽命和長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明方法一種具體地工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 如圖1所述，在500ml反應(yīng)器