丁二烯生产丁酮的工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种丁二烯生产丁酮的工艺方法，属于丁酮生产技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：(1)丁二烯与脱盐水在换热器中加热，然后进入主反应器，在酸性催化剂作用下，丁二烯与水发生反应生成丁酮；(2)丁二烯、水、丁酮进入第一精馏塔，通过精馏实现分离，塔顶的丁二烯与水混合后进入换热器中加热，而后进入副反应器，在酸性催化剂作用下，反应生成丁酮；(3)丁二烯、水、丁酮进入第二精馏塔，塔顶得到未反应的丁二烯，第一精馏塔和第二精馏塔塔釜得到的丁酮和水混合物进入第三精馏塔，塔顶得到的为丁酮，塔釜得到的为水。本发明专利技术流程简单，将丁二烯直接转化为丁酮，能耗较低，具有较高的经济效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
丁二烯生产丁酮的工艺方法


[0001]本专利技术涉及一种丁二烯生产丁酮的工艺方法，属于丁酮生产


技术介绍

[0002]丁酮又称2
‑
丁酮，一般工厂称为MEK，无色液体。熔点
‑
85.9℃，沸点79.6℃，相对密度0.8054(20℃/4℃时水＝1)，气相相对密度2.42(空气＝1)。可溶于约4倍的水中，能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中。与水能形成恒沸点混合物(含丁酮88.7％)，沸点73.4℃。可用作涂料与清漆，胶粘剂、脱腊剂，与乙烯共聚物或其它树脂的溶液用于纸张或织物的涂层，萃取剂等。
[0003]在裂解碳四中，丁二烯占比超过50％，随着裂解装置数量的激增，其产量也将大大增加。丁二烯主要用作丁苯橡胶(SBR)、聚丁二烯橡胶(PBR)、苯乙烯热塑性弹性体(SBS)和ABS树脂及其它原料。目前，国内丁二烯产能约450万吨，而丁二烯实际产量约300万吨，装置开工率约为67％，随着新建蒸汽裂解装置的纷纷投产，丁二烯装置开工率将进一步降低。
[0004]丁酮生产的方法有仲丁醇脱氢法、丁烯直接氧化法、丁烷液相氧化法、异丁苯法、异丁醛异构化法、生物发酵法等等。目前生产主流仍然是仲丁醇脱氢法。以大孔型强酸性离子交换树脂作为催化剂，正丁烯水合生成仲丁醇，而后发生脱氢反应生成丁酮。
[0005]专利CN105967989A提供了一种仲丁醇制备丁酮的工艺方法，该专利技术采用固定床反应器，反应温度为200～250℃，反应压力为0.01～0.2MPa，空速为0.1～10hr/>‑1，仲丁醇与铜基催化剂接触进行脱氢反应，通过加入微量的氢气和水，提高了仲丁醇的转化率，显著抑制了副反应的发生。但是该专利技术专利的原料仲丁醇主要由2
‑
丁烯水合得到，而后再发生氧化脱氢生成丁酮，工艺流程复杂，总转化率较低。
[0006]专利CN91103052提供了一种酮的制备方法，该方法采用VIII族金属源和质子酸组成的催化体系，将共轭二烯和水转化为相应的酮类化合物，与仲丁醇脱氢法相比，该工艺直接以丁二烯作为原料，水合反应首先生产烯丙醇类化合物，而后进行分子重排后生成相应的酮类化合物，工艺相对简单，能耗相对较低。但是该反应采用的催化体系较为复杂，需使用VIII族中的钌、铑、铱和铁中的一种金属，还需要合适的配位体及质子酸才能保证催化效果，将共轭二烯转化为酮类化合物，在生产过程中，需要使用溶剂，需考虑酮类化合物与溶剂的分离。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种丁二烯生产丁酮的工艺方法，其流程简单，将丁二烯直接转化为丁酮，能耗较低，具有较高的经济效益。
[0008]本专利技术所述的丁二烯生产丁酮的工艺方法，包括以下步骤：
[0009](1)丁二烯与脱盐水在换热器中加热，然后进入主反应器，在酸性催化剂作用下，丁二烯与水发生反应生成丁酮；
[0010](2)丁二烯、水、丁酮进入第一精馏塔，通过精馏实现分离，塔顶的丁二烯与水混合
后进入换热器中加热，而后进入副反应器，在酸性催化剂作用下，反应生成丁酮；
[0011](3)丁二烯、水、丁酮进入第二精馏塔，塔顶得到未反应的丁二烯，第一精馏塔和第二精馏塔塔釜得到的丁酮和水混合物进入第三精馏塔，塔顶得到的为88.7％的丁酮，塔釜得到的为水。
[0012]优选的，步骤(1)中，脱盐水与丁二烯的摩尔比为3～20。
[0013]所述酸性催化剂为活性炭负载酸性催化剂、树脂催化剂、超强酸催化剂或固体磷酸催化剂。
[0014]优选的，固体磷酸催化剂为采用磷钼酸对固体磷酸催化剂改性，制备的改性固体磷酸催化剂中钼质量含量为3％～6％。
[0015]具体的，改性固体磷酸催化剂的制备方法如下：
[0016]按照0.5～1.5:1的比例将50～100目的氧化硅粉末与20～30％的磷酸水溶液混合，吸附饱和后，经过过滤得到滤渣和滤液，在150℃下将滤渣烘干，而后在500～600℃下进行焙烧，将焙烧后的固体研磨成70～120目的粉末；将上述粉末与粘结剂、磷钼酸按一定的混合均匀，而后挤条，控制磷与钼的摩尔比为10～15:1，催化剂在120℃下烘干，而后在500～700℃下进行焙烧；在焙烧的同时，向其中通入水质量含量为3％～6％的空气，以实现催化剂强度的提升。
[0017]步骤(1)中，在主反应器中加入了增溶剂。由于水和丁二烯极性相差较多，溶解性较差，为促进两者的溶解性，保证反应的速率，采用有机溶剂实现增溶。
[0018]优选的，增溶剂为OP
‑
10、丁酮或仲丁醇。进一步优选为丁酮。
[0019]优选的，丁二烯与增溶剂的质量比为1:1～1:6。
[0020]所述主反应器和副反应器的工艺条件为：温度150℃～350℃，压力为0.5～1.0MPa，体积空速为0.3～5h
‑1。优选的，温度200℃～250℃，压力为0.5～0.3MPa，体积空速为0.5～2h
‑1。
[0021]第一精馏塔和第二精馏塔可采用板式塔也可以采用填料塔，工艺条件为：塔板数10～50个，塔顶压力为0.02～1.5MPa，塔釜压力为0.05～1.6MPa，塔顶温度为40℃～90℃，塔釜温度为90℃～180℃。优选的，塔板数20～40个，塔顶压力0.8～1.2MPa，塔釜压力0.9～1.3MPa，塔顶温度55℃～80℃，塔釜温度105℃～155℃。
[0022]第三精馏塔可采用板式塔也可以采用填料塔，工艺条件为：塔板数5～50个，塔顶压力为0.02～1.5MPa，塔釜压力为0.05～1.6MPa，塔顶温度为60℃～120℃，塔釜温度为120℃～200℃。优选的，塔板数10～20个，塔顶压力0.1～0.5MPa，塔釜压力0.2～0.6MPa，塔顶温度65℃～100℃，塔釜温度110℃～150℃。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0024](1)本专利技术采用简单的酸性催化剂，在两段固定床反应器内，将丁二烯直接转化为丁酮，而后通过精馏得到88.7wt％的丁酮；
[0025](2)本专利技术加入增溶剂，降低了后期分离成本；
[0026](3)本专利技术工艺流程简单，能耗较低，具有较高的经济效益。
附图说明
[0027]图1是本专利技术工艺流程示意图；
[0028]其中：1、换热器；2、主反应器；3、第一精馏塔；4、换热器；5、副换热器；6、第二精馏塔；7、第三精馏塔。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施例详述本专利技术，但本专利技术不局限于这些实施例。
[0030]一种丁二烯生产丁酮的工艺方法，包括以下步骤：
[0031](4)丁二烯与脱盐水在换热器1中加热，然后进入主反应器2，在酸性催化剂作用下，丁二烯与水发生反应生成丁酮；
[0032](5)丁二烯、水、丁酮进入第一精馏塔3，通过精馏实现分离，塔顶的丁二烯与水混合后进入换热器4中加热，而后进入副反应器5，在酸性催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丁二烯生产丁酮的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)丁二烯与脱盐水在换热器中加热，然后进入主反应器，在酸性催化剂作用下，丁二烯与水发生反应生成丁酮；(2)丁二烯、水、丁酮进入第一精馏塔，通过精馏实现分离，塔顶的丁二烯与水混合后进入换热器中加热，而后进入副反应器，在酸性催化剂作用下，反应生成丁酮；(3)丁二烯、水、丁酮进入第二精馏塔，塔顶得到未反应的丁二烯，第一精馏塔和第二精馏塔塔釜得到的丁酮和水混合物进入第三精馏塔，塔顶得到的为丁酮，塔釜得到的为水。2.根据权利要求1所述的丁二烯生产丁酮的工艺方法，其特征在于：步骤(1)中，脱盐水与丁二烯的摩尔比为3～20。3.根据权利要求1所述的丁二烯生产丁酮的工艺方法，其特征在于：酸性催化剂为活性炭负载酸性催化剂、树脂催化剂、超强酸催化剂或固体磷酸催化剂。4.根据权利要求1所述的丁二烯生产丁酮的工艺方法，其特征在于：固体磷酸催化剂为采用磷钼酸对固体磷酸催化剂改性，制备的改性固体磷酸催化剂中钼质量含量为3％～6％。5.根据权利要求1所述的丁二烯生产丁酮的工艺方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭岩锋，贾庆龙，朱相春，董凌云，张辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，
类型：发明
国别省市：