加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物制备异丙醇的方法技术

本发明专利技术涉及一种加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物的方法，分离工艺主要包括粗分、萃取、脱水三个蒸馏塔，加盐萃取精馏方法主要用于萃取塔。丙酮加氢反应产物在粗分塔塔顶分出轻组分和共沸物，返回至反应器入口循环使用，塔釜采出重组分，粗分塔下部侧线采出异丙醇水溶液。在萃取塔中采用加盐萃取精馏方法分离异丙醇水溶液，塔顶采出符合要求的异丙醇产品，塔釜为萃取剂水溶液，送往脱水塔。脱水塔用于回收萃取剂。采用本分离方法，可以显著减少溶剂比，降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物制备异丙醇的方法
本专利技术涉及一种丙酮加氢制备异丙醇的分离工艺，具体的说，涉及一种利用加盐萃取精馏方法分离丙酮加氢反应产物的工艺方法。
技术介绍
异丙醇是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作虫胶、硝基纤维素、生物碱、橡胶以及油脂等的溶剂；异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，可用作合成甘油、乙酸异丙酯等的原料，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，在汽车和航空燃料等诸方面都有应用。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，它可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成等领域具有广泛的用途，开发利用前景广阔。目前，工业上异丙醇的生产方法主要有丙烯间接水合法、丙烯直接水合法。采用水合法的主要缺点有：丙烯转化选择性低，设备腐蚀严重，催化剂寿命短。丙酮加氢制备异丙醇采用铜或锌氧化物为载体的催化剂或镍基催化剂，可以显著提高选择性，减轻设备腐蚀，此外，由于工业上大部分丙酮都是由异丙苯过氧化法获得，并与苯酚联产；由于苯酚的需求量的增加，联产出了大量的丙酮，出现了供需不平衡，经常导致丙酮生产过剩的局面。因此就使由丙酮加氢制备异丙醇成为一条经济可行的路线。丙酮和氢气在反应器中反应生成异丙醇的同时，由于丙酮或产物异丙醇可能的缩合，能够得到许多不希望的副产物，而且这些副产物中的一些可以进一步反应脱水，生成4-甲基-2-戊醇等重组分，所以反应器出口物料是含有异丙醇、丙酮、异甲醚、丙烷、水、氢气、4-甲基-2-戊醇等组分的混合物。该物流中多种组分容易与水形成共沸物，采用普通蒸馏方法难以将该混合物中各组分分开。US6939995公开了一种利用含苯丙酮加氢制备异丙醇的工艺，由于原料中含有少量苯，所以在加氢过程中，丙酮和苯同时与氢气发生反应，反应器出口为异丙醇和苯的加氢反应产物。苯的加氢产物主要有环己烷、环己烯或环己二烯，因此该工艺后续分离部分主要为异丙醇与苯及苯的加氢产物的分离过程。为了得到具有所需纯度的异丙醇，需要包含总共四个蒸馏塔的复杂后处理程序。EP2045232A1公开了一种液相加氢制备异丙醇的方法，该方法的后续分离工艺采用一个隔壁蒸馏塔来回收净化异丙醇，侧线采出含少量水的异丙醇产品，再进一步通过分子筛干燥得到符合要求的异丙醇产品。该工艺的不足之处在于，为了利用一个隔壁塔分离得到产品，反应器的出口物料组成要求比较严格，丙酮以及其他副产物的量需要严格限制，此外，由于异丙醇与水的共沸物从塔顶采出，而该塔顶物料直接排出，影响了异丙醇收率。CN99119158.7专利技术一种加盐萃取共沸精馏联合过程精制异丙醇的方法，首先将异丙醇稀水溶液经精馏粗提于塔顶得到初浓缩的异丙醇，然后用C6脂肪烃作为萃取剂，无机钠盐或钾盐的水溶液作为盐析分离剂对其进行加盐萃取，将萃取后有机相送入共沸精馏脱水塔进行精制，分离剂经浓缩器回收后循环使用，塔釜可得异丙醇含量为99.5%以上的产品。该工艺虽然仅分离异丙醇和水，但流程复杂，并且设备投资较高。CN200810138752.9提出了一种利用隔壁共沸精馏塔生产无水异丙醇工艺方法，采用环己烷等夹带剂将异丙醇中的水带出，隔壁塔的脱水段塔釜采出异丙醇产品，侧线精馏段塔釜采出废水溶液。该专利技术专利也仅针对异丙醇水溶液的分离，而且适用于含水量较大的异丙醇稀水溶液，此外，塔顶分相器也不易控制。专利2012104078561提出了一种丙酮加氢制异丙醇分离工艺，在精制塔内利用共沸精馏原理，将轻组分以及异丙醇、异丙醚等与水的共沸物从塔顶采出，塔顶物料送往后续塔继续脱水，塔釜得到重组分，塔身某部侧线采出异丙醇产品。该工艺对反应器出口丙酮、副产物以及水含量均没有特别要求，流程简单，易于操作。然而，由于侧线采出异丙醇产品，为了控制产品中的水含量及重组分含量，异丙醇的收率受到一定影响。本专利技术针对丙酮加氢反应产物分离工艺流程复杂、收率低、能耗高等问题，提出一种新的加盐萃取精馏分离方法，该分离方法对反应器出口丙酮、副产物以及水含量均没有特别要求，异丙醇回收率高，萃取精馏溶剂比低，可以明显降低工艺能耗。
技术实现思路
本专利技术针对丙酮加氢反应产物分离工艺流程复杂、收率低、能耗高等情况，提出了一种利用加盐萃取精馏技术分离制备高纯度异丙醇的方法。具体的技术方案如下：本专利技术的丙酮加氢制异丙醇分离工艺详见图1，包括以下步骤：（1）粗分：将丙酮加氢反应产物4）送入粗分塔1，利用共沸精馏原理，将轻组分以及异丙醚与水的共沸物、丙酮与水的共沸物、异丙醇与异丙醚形成的共沸物7从塔顶采出，返回至反应器入口循环使用；塔釜得到重组分6，塔身侧线采出大量异丙醇水溶液5；（2）萃取：将粗分塔侧线采出的异丙醇水溶液5引入萃取塔2中部，加盐的萃取剂11从萃取塔上端进入塔内，塔顶得到异丙醇产品8，塔釜为富含萃取剂的水溶液送往后续脱水塔3；（3）脱水：萃取塔塔釜物流9进入脱水塔3，萃取剂中的水从塔顶采出10，萃取剂11从塔釜采出，至萃取塔2循环使用；在步骤（1）中所述的精馏塔为普通精馏塔，该精馏塔可以为填料精馏塔，也可以为板式精馏塔，优选填料精馏塔，回流比优选1～40，塔顶温度优选30～110℃。在步骤（2）中所述的萃取塔，所述萃取溶剂可以适用于任何溶剂，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、异丁酸异丁酯等。优选萃取剂有二甘醇、乙二醇、丁酸丙酯、乙二醇甲醚。所述盐有钾盐、钠盐等。所述加盐萃取塔理论板数为10～80，萃取溶剂与进入萃取塔的物料的质量比为1～10。在步骤（3）中所述脱水塔优选理论板数10～120块，回流比优选1～10，塔顶温度优选范围为40～60℃。本专利技术提出的丙酮加氢制异丙醇分离工艺具有以下特点：（1）本专利技术的方法中，粗分塔顶轻组分重新返回至反应器入口，循环利用，降低了原料消耗。（2）本专利技术的方法中，对粗分塔塔身侧线采出的异丙醇水溶液无任何组分含量、质量等要求，因此容易控制异丙醇收率。（3）本专利技术的方法中，萃取塔采用加盐萃取方法，可有效减小进塔溶剂比和回流比，降低能耗。（4）本专利技术的方法流程简单，易于操作控制。附图说明图1是本专利技术的丙酮加氢制异丙醇分离工艺示意图。附图标记说明：1粗分塔；2萃取塔；3脱水塔；4丙酮加氢反应器出口物流；5异丙醇水溶液；6重组分；7轻组分及共沸物；8异丙醇产品；9萃取剂水溶液；10水；11萃取剂。具体实施方式下面结合实施例，进一步说明本专利技术。实施例：如图1所示，丙酮加氢制异丙醇分离工艺包括以下步骤：（1）粗分：丙酮加氢反应器出口物流4被送往粗分塔1，粗分塔理论板数40，回流比15，塔顶温度40℃。此物流中，异丙醚与水，丙酮与水，异丙醇与异丙醚均形成共沸物7，从塔顶以共沸组成采出，甲烷、氢气、丙烷等轻组分也从塔顶采出，作为不凝气放空。塔釜采出物主要为4-甲基-2戊醇等重组分6，从塔身中下部侧线采出异丙醇水溶液5，送往萃取塔2；塔顶使用循环水冷却，塔釜采用低压蒸汽加热。（2）萃取：所用溶剂为乙二醇-醋酸钾水溶液，溶剂从萃取塔第4块板注入，萃取塔的理论板数为20，操作条件为：溶剂比1.4，塔顶温度55℃，回流比1.2。符合国家标准的异丙醇产品8从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物制备异丙醇的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）粗分：将丙酮加氢反应产物（4）送入粗分塔（1），利用共沸精馏原理，将轻组分以及异丙醚与水的共沸物、丙酮与水的共沸物、异丙醇与异丙醚形成的共沸物（7）从塔顶采出后返回至反应器入口循环使用，塔釜得到重组分（6），塔身侧线采出大量异丙醇水溶液（5）；（2）萃取：将粗分塔侧线采出的异丙醇水溶液（5）引入萃取塔（2）中部，加盐的萃取剂（11）从萃取塔上端进入塔内，塔顶得到异丙醇产品（8），塔釜为富含萃取剂的水溶液（9）送往后续脱水塔（3）；（3）脱水：萃取塔塔釜物流（9）进入脱水塔（3），萃取剂中的水从塔顶采出（10），萃取剂（11）从塔釜采出，至萃取塔（2）循环使用；步骤（1）中所述的粗分塔任选填料精馏塔或板式精馏塔。

【技术特征摘要】
1.一种加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物制备异丙醇的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)粗分：将丙酮加氢反应产物(4)送入粗分塔(1)，利用共沸精馏原理，将轻组分以及异丙醚与水的共沸物、丙酮与水的共沸物、异丙醇与异丙醚形成的共沸物(7)从塔顶采出后返回至反应器入口循环使用，塔釜得到重组分(6)，塔身侧线采出大量异丙醇水溶液(5)；(2)萃取：将粗分塔侧线采出的异丙醇水溶液(5)引入萃取塔(2)中部，加盐的萃取剂(11)从萃取塔上端进入塔内，塔顶得到异丙醇产品(8)，塔釜为富含萃取剂的水溶液(9)送往后续脱水塔(3)；(3)脱水：萃取塔塔釜物流(9)进入脱水塔(3)，萃取剂中的水从塔顶采出(10)，萃取剂(11)从塔釜采出，至萃取塔(2)循环使用；步骤(1)中所述的粗分塔任选填料精馏塔或板式精馏塔；其中：步骤(2)中萃取剂与进入萃取塔的物料的质量比为1～1.4。2.根据权利要求1所述的加盐萃取精馏法分离丙酮加氢反应产物制备异丙醇的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗淑娟，程建民，过良，李东风，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11