一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，所述的工艺包括：粗异丁烯经预热后进入脱轻塔去除二甲醚等轻组分杂质，再经脱重塔萃取精馏去除丙酮、甲醇等含氧重组分杂质，得到高纯异丁烯产品。本发明专利技术实现粗异丁烯中丙酮、甲醇等杂质的高效脱除。结合萃取精馏的耦合作用，本发明专利技术所述工艺的萃取剂用量更低，同时取消了传统的水洗塔，流程简化，投资降低。

【技术实现步骤摘要】
一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺
本专利技术涉及一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，特别是采用萃取精馏提纯得到高纯异丁烯的方法，属于精馏分离
技术背景异丁烯(IB)是一种重要的有机化工原料，特别是高纯IB被广泛应用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、二异丁烯等。目前工业上制备高纯异丁烯的方法有：硫酸抽提法、甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法、叔丁醇(TBA)脱水法、异丁烷脱氢法。MTBE裂解法技术成熟，产品纯度高，装置灵活性大，是目前使用最广泛的生产高纯IB的技术路线。对于成熟的MTBE裂解制备高纯异丁烯技术，异丁烯精制是极为重要的环节，目前普遍采用的后处理方法是精馏分离。杨志毅等人采用典型的“一反六塔”工艺，其过程含有五塔连续精馏工艺流程：裂解产物从反应器底部采出，经换热进入水洗塔。经水洗塔处理后的产物中大部分甲醇、水、二甲醚、未完全裂解的MTBE等在底部流出进入到甲醇分离塔和甲醇精制塔。塔顶采出的异丁烯中含有少量的甲醇、水、二甲醚及异丁烯的二聚物或三聚物。为了进一步提高异丁烯纯度，必须经过异丁烯脱重塔去除二异丁烯(DIB)、MTBE等重组分、异丁烯脱轻塔去除二甲醚、共沸水等轻组分精制后才能得到高纯异丁烯，如图1。专利CN101260016A报道了“一反七塔”工艺，除了保留传统工艺的异丁烯脱重塔及异丁烯脱氢塔外，又增加了一个水洗塔系统，可使冷却循环水零排放。专利CN105175203A在传统工艺的流程基础上，减少了甲醇精制塔，但增加了一个异丁烯脱氢塔和异丁烯脱重塔。异丁烯精制工艺存在塔数多、流程复杂、投资大、生产成本高等诸多问题。专利CN101024595A报道了“一反三塔”工艺，采用两塔(冷却吸收塔、甲醇脱水塔)分离工艺，虽然简化了流程，生产成本降低，但是异丁烯产品最多达到99.4％，无法生产高纯异丁烯产品(纯度高于99.7％)。综上可知，MTBE裂解制备异丁烯技术的虽然比较成熟，但精制工艺存在塔数多、流程复杂、投资大、能耗高、生产成本高或无法生产高纯异丁烯等诸多问题。相比于MTBE裂解反应产物，共氧化法生产环氧丙烷副产的粗异丁烯，纯度较高，杂质主要有丙酮、甲醇、二甲醚、少量的MTBE、叔丁醇(TBA)等，具有丙酮含量高，甲醇含量低等特点，采用传统的异丁烯精制工艺，萃取剂水用量大，且丙酮分离效果不佳，无法获得高纯异丁烯。专利CN103153928A报道用水萃取处理粗异丁烯，可以有效分离经异丁烯中的甲醇，但丙酮无法有效分离，影响异丁烯产品纯度。为提高对丙酮、甲醇的分离效果，应考虑特殊的精馏技术进行分离，比如萃取精馏。由于异丁烯与甲醇共沸，而丙酮又与甲醇形成共沸物，因此萃取剂的选择对丙酮、甲醇的分离效果有至关重要的影响，常用的萃取剂如水、丙二醇等极性溶剂。离子液体是一类由阳离子和阴离子构成的新型溶剂介质和功能材料，具有熔点低、“非”挥发性、热稳定性、可设计性等优良的性质，专利CN103073388A报道了一种离子液体作为萃取剂萃取精馏分离窄沸点或共沸混合物的方法。雷志刚等人报道了溶剂和盐均与分离组分间产生不同的相互作用，溶剂加盐能够提高分离组分之间的相对挥发度。目前还没有使用离子液体和极性溶剂加有机盐组成的混合萃取剂分离异丁烯与含氧化合物的相关报道。综上所述，需要寻找一种有效的环氧丙烷联产异丁烯的萃取精制技术，解决以上现有技术的不足，充分利用环氧丙烷副产的异丁烯资源，提高异丁烯产品品质。
技术实现思路
本专利技术提供一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，解决了当前使用普通的分离方法对丙酮分离效果不佳的问题，提供一种萃取精馏有效分离丙酮含量高的粗异丁烯的方法，本专利技术所涉工艺的萃取剂用量更低，同时取消了传统的水洗塔，流程简化，投资降低。为达以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，所述工艺包括：(1)将共氧化法生产环氧丙烷副产的粗异丁烯经预热后进入异丁烯脱轻塔脱除轻组分；(2)脱轻塔塔釜液进入异丁烯脱重塔经萃取剂萃取并精馏脱除重组分塔顶得到异丁烯；(3)脱重塔塔釜液进入萃取剂再生塔去除萃取剂内杂质后萃取剂回收返回异丁烯脱重塔。具体地，本专利技术的工艺中各装置直接的连接关系为：粗异丁烯原料经换热器预热后从所述的异丁烯脱轻塔的进料口进入塔内，所述的异丁烯脱轻塔的塔釜排液口与所述的异丁烯脱重塔的工艺物料进料口连接，所述的异丁烯脱重塔的塔釜排液口与萃取剂再生塔的进料口连接，所述的萃取剂再生塔的塔釜排液口与换热器热物料入口连接，换热器热物料出口与异丁烯脱重塔的萃取剂进料口连接。在本专利技术中，所述的异丁烯精制工艺适用于精制共氧化法生产环氧丙烷副产的粗异丁烯，其纯度为93～98wt％，杂质主要有丙酮、甲醇、二甲醚、MTBE等。其中，丙酮在副产异丁烯中的含量为0.04～1.0wt％，甲醇在副产异丁烯中的含量为0.1～0.5wt％，二甲醚在副产异丁烯中的含量为1.2～4.5wt％，其余杂质：甲基叔丁基醚在副产异丁烯中的含量为0.05～0.10wt％，叔丁醇在副产异丁烯中的含量为0.05～0.5wt％，水在副产异丁烯中的含量为0.03～0.5wt％。在本专利技术中，所述的异丁烯精制工艺可精制丙酮含量高达0.04～1.0wt％的粗异丁烯物料，高于传统物料。作为一种优选的具体方案，本专利技术所述的一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，包括如下步骤：(1)粗异丁烯原料流股与再生的萃取剂流股经换热器进行换热，完成预热；(2)将步骤(1)中预热后的粗异丁烯进入异丁烯脱氢塔，在脱轻塔内去除二甲醚等轻组分杂质，二甲醚等轻组分杂质从塔顶排出，塔釜获得纯度大于99.0％、二甲醚含量小于50ppm的粗异丁烯；(3)将步骤(2)中脱除轻组分后的粗异丁烯从下部进入异丁烯脱重塔，萃取剂从上部进入异丁烯脱重塔，在异丁烯脱重塔内萃取精馏去除异丁烯中的丙酮、甲醇等含氧重组分杂质，塔顶获得高纯异丁烯，异丁烯纯度大于99.9％，丙酮、甲醇含量小于50ppm，塔釜液相除萃取剂外，还含有丙酮、甲醇等重组分杂质；(4)将步骤(3)中的塔釜液相进入萃取剂再生塔去除萃取剂中的丙酮、甲醇等杂质，分离后的杂质从塔顶排出，塔釜得到萃取剂，再生后的萃取剂返回至系统循环使用。本专利技术中，所述的异丁烯脱重塔为萃取精馏塔，用萃取精馏塔代替传统的水洗塔和异丁烯脱重塔，将萃取和精馏耦合在一起，有效分离异丁烯中的丙酮、甲醇等含氧重组分杂质，最终获得高纯异丁烯产品。本专利技术中，所述的萃取剂包括但不限于极性溶剂、有机盐及1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸离子液体等中的一种或多种，优选萃取剂为离子液体与极性溶剂、有机盐构成的混合萃取剂。混合萃取剂中的极性溶剂包括但不限于丙二醇、乙二醇和DMF等中的一种或多种，有机盐包括但不限于甲酸盐、乙酸盐、丙烯酸盐和乙酸吡啶盐中的一种或多种；混合萃取剂中离子液体：极性溶剂：有机盐质量比为1:0.1～0.5:0.03～0.15，优选配比为1:0.2～0.4:0.05～0.1。本专利技术中，所述的1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸离子液体，其中的烷基咪唑阳离子可与多种无机物或有机物相结合，该离子液体对含氧化合物有很强的亲和力，可增强异丁烯与丙酮、甲醇等含氧重组分杂质的相对挥发度，实现粗异丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，其特征在于，所述工艺包括：(1)将共氧化法生产环氧丙烷副产的粗异丁烯经预热后进入异丁烯脱轻塔脱除轻组分；(2)脱轻塔塔釜液进入异丁烯脱重塔经萃取剂萃取并精馏脱除重组分塔顶得到异丁烯；(3)脱重塔塔釜液进入萃取剂再生塔去除萃取剂内杂质后萃取剂回收返回异丁烯脱重塔。

【技术特征摘要】
1.一种共氧化法生产环氧丙烷联产异丁烯的精制工艺，其特征在于，所述工艺包括：(1)将共氧化法生产环氧丙烷副产的粗异丁烯经预热后进入异丁烯脱轻塔脱除轻组分；(2)脱轻塔塔釜液进入异丁烯脱重塔经萃取剂萃取并精馏脱除重组分塔顶得到异丁烯；(3)脱重塔塔釜液进入萃取剂再生塔去除萃取剂内杂质后萃取剂回收返回异丁烯脱重塔。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的粗异丁烯，其纯度为93～98wt％，杂质包含丙酮、甲醇、二甲醚和MTBE，优选所述的粗异丁烯中丙酮含量为0.04～1.0wt％，基于粗异丁烯总重。3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的异丁烯脱轻塔用于去除包含二甲醚的轻组分杂质，操作压力为0.6～1.2MPaG，优选0.8～1.0MPaG；塔板数为30～60，优选40～50；回流比为20～60，优选35～45。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的异丁烯脱重塔为萃取精馏塔，优选板式塔，塔内件优选泡罩塔板，塔盘堰高为6～15cm，优选8～13cm；操作压力为0.4～1.0MPaG，优选0.6～0.8MPaG；塔板数为30～60，优选40～50；回流比为1～6，优选2～4。5.根据权利要求1-4中任一项所述的工艺，其特征在于，所述的萃取剂包括极性溶剂、有机盐和1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸离子液体中的一种或多种，萃取剂与粗异丁烯质量比为1:6～2:1，优选为1:4～1:1，优选所述的萃取剂为1-丁基-3-甲基咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振兴，高学顺，叶建初，常林，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37