异丙醇脱水制丙烯的工艺系统和工艺方法技术方案

一种异丙醇制丙烯的工艺系统和工艺方法，包括依次连接的异丙醇储罐，异丙醇脱水反应器和膜萃取分离器，其中膜萃取分离器为管壳式结构，壳体内包含一束或多束膜管，壳体第一入口连接异丙醇脱水反应器、壳体第二入口为吸收剂入口，壳体第一出口为剩余气出口，壳体第二出口连接共沸精馏塔，所述膜管出口为精制丙烯出口；所述共沸精馏塔的塔顶共沸物出口连接异丙醇脱水反应器的入口。本发明专利技术向异丙醇脱水过程引入反应促进剂，抑制丙烯进一步二聚反应及其它副反应，提高丙烯收率，而且没有额外引入其它难以分离的物质，整体上降低丙烯精制过程的能耗，将异丙醇脱水产物的冷凝冷却、溶剂吸收、丙烯纯化三个过程同步完成，直接得到高纯度的精制丙烯，可大大简化异丙醇产物分离过程的工艺流程，大幅度降低分离能耗。大幅度降低分离能耗。大幅度降低分离能耗。

【技术实现步骤摘要】
异丙醇脱水制丙烯的工艺系统和工艺方法


[0001]本专利技术属于化工领域，涉及异丙醇脱水制丙烯的工艺系统和工艺方法。

技术介绍

[0002]丙烯是石油化工的基本原料之一，仅次于乙烯的重要的石化产品，相对于乙烯，丙烯的下游应用更加广泛，商品的交易也更加活跃，丙烯可生产聚丙烯合成树脂，还可用于生产丙烯腈、丙三醇、异丙烯、苯酚、丙酮、异丙醇和环氧丙烷等。传统丙烯的生产工艺是由石油类原料通过高温裂解或催化裂化的方法得到。在当今石油资料日益枯竭、能源问题日益突出的背景下，采用石油资源来生成丙烯等烯烃产品为一条不可持续发展的路线，因此采用其它原料来生产丙烯具有重要意义。异丙醇为一种来源广泛，且可从生物途径获取，价格也相对便宜，为制备丙烯的优良原料，因此通过异丙醇原料脱水的方法制备丙烯为一条可持续发展的路线。
[0003]CN201910872859.4提出了以甲醇和乙醇为原料生产二甲醚和乙烯的方法，所述方法至少包括以下步骤：将含有甲醇和乙醇的原料经过含有第一催化剂和第二催化剂的反应区，接触反应，制备二甲醚和乙烯；其中，所述第一催化剂选自分子筛催化剂中的至少一种；所述第二催化剂选自氧化铝催化剂中的至少一种；所述第一催化剂和所述第二催化剂的质量比为1:4～4:1。该方法可实现反应起始温度低，催化剂床层温度分布均匀，平衡了甲醇脱水和乙醇脱水床层能量分布。
[0004]CN201910222950.1提出了一种叔丁醇脱水制备异丁烯的催化剂及方法所述催化剂为有机碱和无机酸反应生成的盐；本专利技术还提供一种叔丁醇脱水制备异丁烯的方法。本专利技术取得的有益效果为：催化剂不需加入阻聚剂，制备方法简单，同时提高转化率和选择性，本专利技术所述催化剂催化叔丁醇制备异丁烯，叔丁醇的转化率为96.34-99.5%，异丁烯选择性为97.21-99.21%，异丁烯的收率为94.1-98.7%，反应时间为2-8h；优选的技术方案实现的技术效果为：叔丁醇的转化率为97.79-99.5%，异丁烯选择性为98.56-99.21%，异丁烯的收率为96.8-98.7%，反应时间为2-5h；不需要使用精馏塔，在反应釜中进行液-液反应。
[0005]CN201811214739.7提出了一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂及其应用。本专利技术公开了一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂，该催化剂以HZSM-5分子筛粉、大孔拟薄水铝石粉为原料制备未经改性的条形分子筛催化剂，然后依次用Na2CO3水溶液和柠檬酸水溶液进行碱改性和酸改性，经烘干焙烧制备而得；本专利技术还公开了一种乙醇脱水制乙烯的改性分子筛催化剂的应用。本专利技术催化剂的制备改性过程中无需使用搅拌工艺，简化了制备工艺，同时大大提高了催化剂表面弱酸量，减少了中强酸量，从而提高了改性分子筛催化剂对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能，并提高了原料乙醇的转化率和产物乙烯的选择性，延长了改性分子筛催化剂使用寿命；本专利技术的改性分子筛催化剂在乙醇脱水制乙烯的应用简单，适宜推广。
[0006]CN201810987047.X提出了一种异丁烯的生产方法，该专利技术涉及异丁烯制备
，尤其涉及一种异丁烯的生产方法，其包括:a叔丁醇溶液从蒸馏塔上部进入后通过再沸
器蒸馏，蒸馏后的混合蒸汽从塔顶进入脱水反应系统下部，工业废水由蒸馏塔塔釜连续排除;b脱水反应系统反应得到以异丁烯、水、叔丁醇为主的生成物从脱水反应系统顶部进入洗涤塔中部，去离子水由洗涤塔塔顶进入，在所述生成物上升的过程中去离子水吸收了该生成物中叔丁醇后进入再蒸馏塔;c以水和异丁烯为主的混合物由洗涤塔顶部进入到干燥塔中，该混合物和干燥塔中的分子筛接触并脱出水分，脱水后以异丁烯为主的蒸汽进入到冷凝器中，经冷凝器冷凝后的液体排出，未成为液体的异丁烯作为产品采出。
[0007]CN103508833B提出了一种异丙醇脱水制丙烯的方法，该方法包括：在异丙醇脱水反应条件下，使异丙醇与催化剂接触，异丙醇脱水得到丙烯。其中的催化剂采用如下方法制得：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除介孔纳米氧化铝。该专利技术方法实质上为制备异丙醇脱水制丙烯催化剂的方法，并未采用异丙醇脱水新工艺。
[0008]综上所述，现有文献和专利中有一些醇脱水制烯烃的工艺方法和催化剂的报道，但关于异丙醇脱水制丙烯方面不但报道较少，而且只有催化剂方面的，而有关异丙醇脱水反应过程及分离工艺的研究有待于进一步开发。因此，研究开发异丙醇脱水工艺方法，为获得丙烯提供了一条可持续发展的、经济的路线具有重要意义。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种异丙醇制丙烯的工艺系统和工艺方法，利用膜萃取分离装置同时完成产物冷凝冷却、溶剂吸收、丙烯纯化分离三个过程，并在异丙醇脱水过程中加入反应促进剂，有效抑制异丙醇脱水副反应，提高丙烯收率。
[0010]为达到以上技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术第一方面的技术目的是提供一种异丙醇制丙烯的工艺系统，包括依次连接的异丙醇储罐，异丙醇脱水反应器和膜萃取分离器，其中膜萃取分离器为管壳式结构，壳体内包含一束或多束膜管，壳体第一入口连接异丙醇脱水反应器、壳体第二入口为吸收剂入口，壳体第一出口为剩余气出口，壳体第二出口连接共沸精馏塔，所述膜管出口为精制丙烯出口；所述共沸精馏塔的塔顶共沸物出口连接异丙醇脱水反应器的入口。
[0011]进一步的，所述共沸精馏塔的塔底产物出口还连接至膜萃取分离器壳体的第二入口，与进入膜萃取分离器的吸收剂并线加入至膜萃取分离器中。
[0012]进一步的，所述膜萃取分离器壳体的第一入口和第二入口分别设置在壳体的侧面和顶层，使两股物流错流传质，即吸收剂沿膜管外表面顺流而下，脱水产物则垂直通过无机膜管束，二者的流动方向互为垂直交叉的流动，实现充分传质和水溶性组分的吸收。
[0013]进一步的，所述膜萃取分离器中的膜管为能实现丙烯/丙烷分离的无机膜管，基底层一般为陶瓷材质，是基于陶瓷材质具有耐酸、耐高温、寿命长、机械强度高等优点；复合层一般采用丙烯/丙烷分离透过选择性较高的材料，例如ZIF-8材料，由于ZIF-8具有独特而优异的高孔隙率和规整可调的孔结构，为了改善ZIF-8材料复合层对丙烯/丙烷的选择性，ZIF-8材料可以采用多种方法合成或改进，控制ZIF-8材料复合层对丙烯/丙烷的分离选择性≥98%。
[0014]进一步的，为了增加气液吸收传质面积，改善异丙醇反应产物与吸收剂的吸收传质效果，所述膜萃取分离器中还设置扰流组件或装有填料，其中的扰流组件一般为SWN型、SMX型、SMK型、SML型、SMH型、螺旋板片、波纹板片、旋转叶片、平叶片、弯曲叶片或多孔板片
等组件等中的任意一种或几种，填料一般为环形、鞍形、栅板、波纹板、网孔、中空球形等任意一种或几种。
[0015]进一步的，所述壳体第二入口处还设置分布器或布膜器，使吸收剂沿壳体截面分散均匀，所述分布器或布膜器一般可以为多孔板式、多孔管式、槽式、锯齿溢流堰式、盘式等中的任意一种。
[0016]进一步的，所述异丙醇脱水反应器为固定床反应器，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异丙醇制丙烯的工艺系统，其特征在于，其包括依次连接的异丙醇储罐，异丙醇脱水反应器和膜萃取分离器，其中膜萃取分离器为管壳式结构，壳体内包含一束或多束膜管，壳体第一入口连接异丙醇脱水反应器、壳体第二入口为吸收剂入口，壳体第一出口为剩余气出口，壳体第二出口连接共沸精馏塔，所述膜管出口为精制丙烯出口；所述共沸精馏塔的塔顶共沸物出口连接异丙醇脱水反应器的入口。2.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述共沸精馏塔的塔底产物出口还连接至膜萃取分离器壳体的第二入口，与进入膜萃取分离器的吸收剂并线加入至膜萃取分离器中。3.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述膜萃取分离器壳体的第一入口和第二入口分别设置在壳体的侧面和顶层，使两股物流错流传质。4.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述膜萃取分离器中的膜管为能实现丙烯/丙烷分离的无机膜管。5.根据权利要求4所述的工艺系统，其特征在于，所述膜管为基底层是陶瓷材质，复合层ZIF-8材料的无机膜管。6.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述膜萃取分离器中还设置扰流组件或装有填料。7.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述壳体第二入口处还设置分布器或布膜器。8.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述异丙醇脱水反应器为列管式固定床反应器，管内装入催化剂，管外通入供热介质。9.根据权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述异丙醇脱水反应器还设置反应促进剂补充剂入口。10.利用权利要求1-9任意一项所述的工艺系统由异丙醇制丙烯的工艺方法，包括以下步骤：异丙醇原料经由异丙醇储罐加压升温后通入异丙醇脱水反应器，发生脱水反应生成脱水产物，降至一定温度后，由膜萃取分离器的壳体第一入口进入膜萃取分离器，与第二入口进入的吸收剂接触，二者在膜管和壳体的空间内进行传质传热和水溶性组分的吸收后，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀娜，周峰，乔凯，马会霞，张淑梅，金平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：