一种精制甲基异丁基酮产品的方法技术

本发明专利技术提供了一种通过精馏塔精制甲基异丁基酮产品的方法。该方法在精馏塔中：(1)设置改性填料段：分解副产物二丙酮醇为丙酮，丙酮从塔顶脱除；(2)采用塔顶回流控制系统：包括塔顶采出流量控制系统、回流罐液位控制系统和侧线采出流量‑回流流量串级控制系统。本发明专利技术的精馏工艺在提高MIBK产品的纯度的同时，提高了装置运行的稳定性，有利于工业化装置的稳定操作。

A Method for Refining Methyl Isobutyl Ketone Products

The invention provides a method for refining methyl isobutyl ketone product by a distillation column. This method is used in distillation column: (1) Modified packing section is set up: the decomposition by-product diacetone alcohol is acetone, and acetone is removed from the top of the column; (2) The top reflux control system is adopted, which includes the top recovery flow control system, the level control system of the reflux tank and the side line recovery flow 820 The distillation process of the invention improves the purity of MIBK products, improves the stability of the operation of the device, and is beneficial to the stable operation of the industrial device.

【技术实现步骤摘要】
一种精制甲基异丁基酮产品的方法
本专利技术属于化工精馏工艺领域，具体涉及一种通过精馏塔精制甲基异丁基酮(MIBK)产品的方法。技术背景甲基异丁基酮(MIBK)是一种综合性能优良的中沸点溶剂，同时也是一种用途广泛的丙酮下游衍生产品，主要应用于涂料、油漆、润滑油脱蜡等工业溶剂领域，也是合成橡胶防老剂和其他化工产品的重要原料。目前MIBK生产工艺主要有三种方法：丙酮一步法、丙酮三步法以及异丙醇法，主流工艺为丙酮一步法。丙酮在Pd/树脂催化剂上发生缩合脱水加氢反应生成MIBK，反应过程如下所示：2CH3COCH3→(CH3)2C＝CHCOCH3→(CH3)2CHCH2COCH3主要的副产物有异丙醇(IPA)、2-甲基戊烷(2-MP)、二丙酮醇(DAA)、异丙叉丙酮(MO)以及二异丁基酮(DIBK)。副产物DAA在产品精制过程中会部分分解为丙酮影响产品质量，所以MIBK产品精制塔需要采取侧线采出的方式，即塔顶采出DAA分解生成的丙酮，侧线采出MIBK产品，塔釜采出重组分。专利CN00110591.4中产品精制包括2-甲基戊烷塔、丙酮回收塔、相分离器、脱水塔以及MIBK产品塔，其中脱水塔具有脱水和脱DAA的双重功能。但是脱水塔中DAA分解生成的丙酮会影响塔顶共沸上去的水和MIBK的分层情况，从而增加了水相中的MIBK含量，增加了产品的损失率。专利CN201610875280.X和专利CN201610878107.5都将MIBK产品精制塔设计为侧线采出塔，但由于DAA在精馏过程中的分解过程非常缓慢，使得会有部分分解的丙酮进入MIBK产品中，影响产品纯度。并且，DAA分解生成的丙酮含量非常少，塔顶采出量仅有0.2-2％，而侧线采出量占总进料量的90-98％，所以MIBK产品精制塔侧线采出附近的塔板容易出现干板现象，装置操作稳定性差。针对以上问题，需要开发新的MIBK产品精制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决目前MIBK精制方法中产品丙酮含量高、MIBK损失量大和装置操作稳定性差的问题，提供一种通过精馏塔精制MIBK产品的新方法，该方法使副产物二丙酮醇完全分解生成丙酮，从精馏塔塔顶脱除，防止进入MIBK产品中，同时通过建立回流量与侧线采出量之间的串级控制关系，实现了优化、精确控制，避免塔板干板现象，确保操作过程中装置运行稳定、侧线采出流股纯度能够满足要求，目标产物MIBK纯度高。为达到上述专利技术目的和实现上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种精制甲基异丁基酮产品的方法，该方法在精馏塔中进行：所述的精馏塔包括(1)改性填料段：分解副产物二丙酮醇为丙酮，丙酮从塔顶脱除；(2)塔顶回流控制系统：包括塔顶采出流量控制系统、回流罐液位控制系统和侧线采出流量-回流流量串级控制系统。上述精馏塔增加改性填料段与采用塔顶回流控制系统具有协同作用。由于丙酮一步法生产MIBK的反应中生成DAA和MIBK的质量比为1:100到1:2000，即DAA分解生成丙酮的量与MIBK的质量比为1:100到1:2000。为使DAA在精馏过程中能够完全分解为丙酮，从精馏塔塔顶脱除，所以在MIBK产品精馏塔提馏段装填一段改性填料，将副产物二丙酮醇在提馏段填料表面快速完全分解生成丙酮，从精馏塔塔顶脱除，MIBK产品从侧线采出。由于装填改性填料后，塔顶采出的DAA分解得到的丙酮，但是生成的量非常少，只有侧线采出量的1/2000-1/100倍，使得此塔侧线采出量远高于塔顶采出量，使得侧线采出塔板附近容易出现干板现象，从而使精馏塔在生产过程中波动较大，一方面增加了此塔调节的难度，提高了对操作人员调节技术的要求，另一方面塔的频繁波动也会影响精馏效果，进而影响MIBK产品质量。为保证精馏塔在DAA充分分解的情况下能够稳定运行，同时便于人员操作，本专利技术同时对此塔的回流控制系统进行改进，将常规的一股回流改为两股回流，即回流流股1和回流流股2，回流流股1用于控制回流罐液位，回流流股2的回流流量与侧线采出流量调节通过串级控制用于实现回流流量调节，保证塔顶具有足够的回流量能够满足侧线采出。本专利技术中，精馏塔压力为50～300KPaA，优选100～200KPaA；理论塔板数20～60，优选30～50；进料位置为10～40块板，优选15～20块板；侧线采出位置为6-30块理论板；改性填料装填在进料位置以下5-15块板，优选在进料位置以下5-10块板，改性填料占5块理论板。MIBK装置精馏塔及回流控制系统示意图见附图1。本专利技术中，改性填料段的改性填料是通过溶胶浸渍法在填料表面附着表面改性剂A和助剂B。本专利技术中，表面改性剂A为两性氧化物的一种或多种，优选五氧化二钒、氧化锗、氧化铍、二氧化锡、二氧化锆和二氧化钛中的一种或多种，更优选五氧化二钒和/或二氧化钛；助剂B为氨基酸的一种或多种，优选D-脯氨酸、2-氨基戊酸、5-氨基戊酸和L-脯氨酸中的一种或多种，更优选D-脯氨酸。上述溶胶浸渍法是将酸洗后的填料表面预涂覆和二次涂覆溶胶浆液，经烧结制备出表面改性的填料。具体制备方法为：将0.01m3不锈钢填料置于20L的4mol/L的HNO3和HCl混合水溶液(HNO3和HCl的摩尔比为1:1)中酸洗1-4h，然后用去离子水清洗10-60min，烘干备用。将表面改性剂粉末和质量分数为0.5％的HNO3水溶液按H+与表面改性剂的摩尔比为0.05:1-0.5:1混合，优选摩尔比为0.1:1-0.15:1，调整pH值为3.5，搅拌均匀，陈化24-72h，在陈化完成后的溶胶里添加助剂B，制得助剂B的质量分数为0.1％的溶胶溶液，并将其和10kg质量分数为2-8％的聚乙烯醇水溶液混合，搅拌1-4h制得涂覆溶胶浆液。将酸洗处理后的不锈钢填料在涂覆溶胶浆液浸渍1-10min，然后均匀缓慢拉出，室温干燥1-4h后，110℃烘干1-4h，在马弗炉中焙烧1-4h，焙烧温度300-800℃，优选400-600℃。将焙烧后的填料二次浸渍在涂覆溶胶浆液1-10min，然后均匀缓慢拉出，室温干燥1-4h后，110℃烘干1-4h，在马弗炉中焙烧2-8h，焙烧温度300-800℃，优选400-600℃，得到表面改性的填料。本专利技术中，回流罐液位控制系统包括回流流量控制阀、液位检测器、液位传感器，三者通过电路进行连接。主要用于检测、调节塔顶回流罐的液位，防止液位过高或过低。回流罐液位控制系统示意图见附图2。具体而言，回流罐液位控制系统控制模式为：当回流罐液位偏低时，回流罐上的液位检测元件液位计检测到的液位值小于设定值，变送器将信号传送给回流管线1上的传感器，传感器将信号作用于回流流股1上的流量调节阀，调节阀将阀门开度调小，液位计持续进行液位测量，不断输出调节信号，直到液位恢复正常；回流罐液位偏高时，回流罐上的液位检测元件液位计检测到的液位值大于设定值时，变送器将信号传送给回流管线1上的传感器，传感器将信号作用于回流流股1上的流量调节阀，调节阀将阀门开度调大，液位计持续进行液位测量，不断输出调节信号，直到液位恢复正常。本专利技术中，侧线采出流量-回流流量串级控制系统包括侧线采出流量控制系统和回流流量控制系统，前者主要用于检测、调节侧线采出流量，后者主要用于保证精馏塔的最小回流量；其中，侧线采出流量控制系统是主调节器，包括侧线采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精制甲基异丁基酮产品的方法，该方法在精馏塔中进行：所述的精馏塔包括(1)改性填料段：分解副产物二丙酮醇为丙酮，丙酮从塔顶脱除；(2)塔顶回流控制系统：包括塔顶采出流量控制系统、回流罐液位控制系统和侧线采出流量‑回流流量串级控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种精制甲基异丁基酮产品的方法，该方法在精馏塔中进行：所述的精馏塔包括(1)改性填料段：分解副产物二丙酮醇为丙酮，丙酮从塔顶脱除；(2)塔顶回流控制系统：包括塔顶采出流量控制系统、回流罐液位控制系统和侧线采出流量-回流流量串级控制系统。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，精馏塔压力为50～300KPaA，优选100～200KPaA；理论塔板数20～60，优选30～50；进料位置为10～40块板，优选15～20块板；侧线采出位置为6-30块理论板；改性填料装填在进料位置以下5-15块板，优选在进料位置以下5-10块板，改性填料占5块理论板。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，改性填料段的改性填料是通过溶胶浸渍法在填料表面附着表面改性剂A和助剂B。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，表面改性剂A为两性氧化物的一种或多种，优选五氧化二钒、氧化锗、氧化铍、二氧化锡、二氧化锆和二氧化钛中的一种或多种，更优选五氧化二钒和/或二氧化钛；助剂B为氨基酸的一种或多种，优选D-脯氨酸、2-氨基戊酸、5-氨基戊酸和L-脯氨酸中的一种或多种，更优选D-脯氨酸。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，回流罐液位控制系统包括回流流量控制阀、液位检测器、液位传感器，三者通过电路进行连接。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，侧线采出流量-回流流量串级控制系统包括侧线采出流量控制系统和回流流量控制系统；其中，侧线采出流量控制系统是主调节器，包括侧线采出流量控制阀、侧线采出流量检测器、侧线采出流量传感器，三者通过电路进行连接，侧线采出流量为主被控制变量；其中，回...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕艳红，袁帅，何岩，任亚鹏，王明永，杨险峰，刘德良，张林飞，郑昌领，黎源，
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