本发明专利技术涉及一种丙二醇伯单叔丁基醚的制备方法和装置，该方法包括将原料混合碳四与丙二醇充分混合后送入反应器进行醚化反应，反应得到的混合物依次送入脱轻组分塔、脱醇塔、产品精制塔、醇精制塔分离，醇精制塔塔顶得到的混合物送入裂解反应器进行裂解反应，将裂解反应得到的混合物送入精馏塔进行分离，塔顶得到高纯度的异丁烯，塔底得到丙二醇。本发明专利技术反应条件温和，工艺安全环保，且通过分离，产品丙二醇伯单叔丁基醚纯度达到99.9％以上，副产物丙二醇仲单叔丁基醚和丙二醇双叔丁基醚可通过反应裂解制备高纯度异丁烯循环利用，丙二醇伯单叔丁基醚总选择性达到99％以上。单叔丁基醚总选择性达到99％以上。单叔丁基醚总选择性达到99％以上。
【技术实现步骤摘要】
一种丙二醇伯单叔丁基醚的制备方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种丙二醇伯单叔丁基醚的制备方法和装置。
技术介绍
[0002]2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油后，MTBE将被禁用。目前，国内异丁烯主要用来生产MTBE，随着车用乙醇汽油的推广使用，大量的异丁烯将面临无处可用的窘境。同时含异丁烯的混合碳四也将不再适合作其他许多用途的原料，如乙酸仲丁酯、丁酮、烷基化油等。寻找异丁烯利用的新出路是亟待解决的问题。
[0003]丙二醇丁醚系列由于其微毒性，较悦人的气味，是很有前途的环保型溶剂。用于工业/家用清洁剂配方中，安全性极高，为许多发达国家，特别是日本所认可。蒸发速率与乙二醇丁醚相近，是后者非常好的替代品。在涂料、清洗剂、油墨、皮革等方面都有广泛的用途。在染料溶解过程中，可用它代替醇性溶剂，是一种良好的偶联剂。此外，丙二醇丁醚系列还可用作水性涂料的成膜助剂、感光胶、PS版清洗、印刷、电子化学品、喷气发动机燃料添加剂(防水剂)、萃取剂和高沸点溶剂等。
[0004]目前，合成丙二醇叔丁基醚的专利技术较少，现有技术大部分是合成其它丙二醇醚类物质，主要方法是环氧丙烷开环与低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等)反应合成。此种方法，产物种类复杂，不仅有丙二醇醚类生成，且有二丙二醇醚类、三丙二醇醚类生成，反应控制难度高，安全性差，反应选择性差，产品纯度低。
[0005]中国专利CN201410448311.4公开了一种二元醇单叔丁基醚制备方法，通过将二元醇、液化石油气与酸性催化剂在40-100℃的温度、0.5-5.0MPa的压力条件下进行烷基化反应得到二元醇单叔丁基醚。本专利技术的有益效果在于：使用含有异丁烯的液化石油气即可作为反应原料，配合二元醇以及酸性催化剂，控制反应物料接触时间和反应温度，即可得到高选择性的二元醇叔丁基醚粗产品。
[0006]中国专利CN201510434672.8公开了一种一种二元醇叔丁基醚的生产方法。该专利技术通过以饱和二元醇和液化石油气为原料，并配合一定的反应温度、压力和空速及使用特定的列管式反应器进行加成反应，饱和二元醇的转化率高、反应的选择性高且无副反应、绿色环保，适用性广，产率高。
[0007]中国专利CN201410481274.7公开了一种丙二醇丁醚的合成方法，其特征在于：它是将丁醇与环氧丙烷以摩尔比为1～5∶1的比例与用量为0.005～0.05％(w)的催化剂高氯酸盐一起加入高压反应釜中，经氮气置换3～5次，在搅拌条件下，升温至100～150℃，反应压力0.2-0.5MPa，反应1～2h，得丁醇、丙二醇丁醚和二丙二醇丁醚的混合物，经过连续精馏分离，得丙二醇丁醚产品，副产二丙二醇丁醚。本专利技术采用的高氯酸盐催化剂具有较高催化活性、催化剂用量低、反应时间短，同时产物中伯醚的选择性较高，且单醚转化率高适用于工业生产。
[0008]以上专利均是二元醇丁醚的制备方法，大部分为反应部分，并不涉及分离方法，只有专利CN201410481274.7提及了采用连续精馏分离并反应后的副产物进行分离，但也不涉
及具体的分离方法。
[0009]现有公开的其他相关专利技术均是利用丙二醇叔丁基醚制备高纯度异丁烯，无制备丙二醇单叔丁基醚相关专利。
[0010]专利CN107778123A公开了一种制备异丁烯的方法，所述方法是利用C4与二元醇反应生成的二元醇醚，在分子筛催化剂的作用下，于循环流化床中长制备高纯异丁烯。
[0011]CN204589030U，CN105985215A公开了一种利用丙二醇叔丁基醚制取高纯异丁烯的裂解系统。与MTBE裂解法对比，该方法裂解温度低，无需水洗，能耗低，塔器较少，投资较低，运行成本较低。
[0012]如何利用现有的异丁烯资源，寻找一种高转化率高选择性的制备丙二醇伯单叔丁基醚的方法，并且能够将反应混合物进行有效的分离，分离后得到高纯度的丙二醇伯单叔丁基醚，是本专利技术需要解决的问题。
技术实现思路
[0013]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种高转化率高选择性的制备丙二醇伯单叔丁基醚的方法，并且能够将反应混合物进行有效的分离，分离后得到高纯度的丙二醇伯单叔丁基醚，本专利技术提供的方法反应条件温和，工艺安全环保。
[0014]本专利技术提供的方法包括：(1)将原料混合碳四与丙二醇充分混合后送入反应器，在醚化反应条件下进行醚化反应；(2)反应得到的混合物送入脱轻组分塔分离，塔顶得到未反应的混合碳四，塔底得到丙二醇、丙二醇伯单叔丁基醚、丙二醇仲单叔丁基醚、丙二醇双叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物；(3)将脱轻组分塔塔底得到的丙二醇、丙二醇伯单叔丁基醚、丙二醇仲单叔丁基醚、丙二醇双叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物送入脱醇塔分离，塔底得到丙二醇、丙二醇仲单叔丁基醚及丙二醇双叔丁基醚的混合物，塔顶得到丙二醇伯单叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物；(4)将脱醇塔塔顶得到的丙二醇伯单叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物送入产品精制塔精制，塔顶得到叔丁醇和C8的混合物，塔底得到丙二醇伯单叔丁基醚产品；(5)将脱醇塔塔底得到丙二醇、丙二醇仲单叔丁基醚及丙二醇双叔丁基醚的混合物送入醇精制塔精制，塔顶得到丙二醇仲单叔丁基醚和丙二醇双叔丁基醚的混合物，塔底得到丙二醇；(6)将醇精制塔塔顶得到的丙二醇仲单叔丁基醚和丙二醇双叔丁基醚的混合物送入裂解反应器，在裂解反应条件下进行裂解反应；(7)将裂解反应得到的混合物直接返回醚化反应器进行反应和/或送入精馏塔进行分离，塔顶得到高纯度的异丁烯，塔底得到丙二醇。
[0015]本专利技术中，在所选择的工艺条件下，丙二醇与混合碳四经过混合器充分混合后进入反应器，在醚化催化剂作用下进行反应，反应后物料再进入分离系统进行产品的精制。
[0016]反应方程式如下：
[0017][0018]在合成丙二醇醚的过程中，还同时发生少量的下列副反应：
[0019][0020][0021]本专利技术中，选用的反应器为固定床反应器，催化剂为大孔强酸性阳离子交换树脂。本专利技术中，选用的混合碳四的组成为异丁烷30-40wt％，正丁烯10-20wt％，正丁烷10-20wt％，异丁烯10-20wt％，反丁烯10-20wt％，正丁烯5-15wt％，碳三0.01-0.1wt％，丁二烯0.1-0.5wt％。
[0022]本专利技术中，为了控制反应的转化率和选择性，必须将反应控制在合适的反应温度、停留时间及醇烯比及反应压力等反应条件下。本专利技术中，所述的醚化反应的条件为：反应温度为40-80℃度，优选为45-75℃，更优选为50-70℃，更优选为55-70℃，进一步优选为60-70℃。反应温度过高，导致副反应的发生较多，容易产生较多的丙二醇双叔丁基醚，反应温度过低，导致反应原料混合碳四中的异丁烯转化率过低。
[0023]本专利技术中，反应的停留时间为100-150min，优选为105-145min，更优选为110-140min，更优选为115-135min，更优选为115-130min，进一步优选为115-125min。反应的停留时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种丙二醇伯单叔丁基醚的制备方法，该方法包括：(1)将原料混合碳四与丙二醇充分混合后送入反应器，在醚化反应条件下进行醚化反应；(2)反应得到的混合物送入脱轻组分塔分离，塔顶得到未反应的混合碳四，塔底得到丙二醇、丙二醇伯单叔丁基醚、丙二醇仲单叔丁基醚、丙二醇双叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物；(3)将脱轻组分塔塔底得到的丙二醇、丙二醇伯单叔丁基醚、丙二醇仲单叔丁基醚、丙二醇双叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物送入脱醇塔分离，塔底得到丙二醇、丙二醇仲单叔丁基醚及丙二醇双叔丁基醚的混合物，塔顶得到丙二醇伯单叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物；(4)将脱醇塔塔顶得到的丙二醇伯单叔丁基醚、C8及叔丁醇的混合物送入产品精制塔精制，塔顶得到叔丁醇和C8的混合物，塔底得到丙二醇伯单叔丁基醚产品；(5)将脱醇塔塔底得到丙二醇、丙二醇仲单叔丁基醚及丙二醇双叔丁基醚的混合物送入醇精制塔精制，塔顶得到丙二醇仲单叔丁基醚和丙二醇双叔丁基醚的混合物，塔底得到丙二醇；(6)将醇精制塔塔顶得到的丙二醇仲单叔丁基醚和丙二醇双叔丁基醚的混合物送入裂解反应器，在裂解反应条件下进行裂解反应；(7)将裂解反应得到的混合物直接返回醚化反应器进行反应和/或送入精馏塔进行分离，塔顶得到高纯度的异丁烯，塔底得到丙二醇。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的醚化反应的条件为：反应温度为40-80℃度，停留时间100-150min，醇烯比2-5:1，反应压力0.5-1.5MPa。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的脱轻组分塔的塔顶压力为0.3-0.6MPa，塔顶温度为35-70℃，回流比为1-5:1。4.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其特征在于：所述的脱醇塔的理论塔板数为40-80块，进料口设置在第18-38块理论塔板处，塔顶压力为常压，塔顶温度140-150℃，塔底温度185-195℃，回流比1-5:1。5.根据权利要求1-4的任一项所述的方法，其特征在于：所述的产品精制塔的理论塔板数为20-60块，优选为25-50块，更优选为30-40块；进料口设置在第11-32块理论塔板处，优选为第14-26块理论塔...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘良会，李星，刘郁东，申文义，孙李林，
申请(专利权)人：湖南中创化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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