一种γ-丁内酯和异丙醇的联产工艺方法技术

本发明专利技术提供一种γ

【技术实现步骤摘要】
一种
γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法


[0001]本专利技术涉及绿色化工
，具体涉及一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法。

技术介绍

[0002]γ
‑
丁内酯及其衍生物广泛应用于石化行业、制药行业等，是工业生产中的一种重要原料。γ
‑
丁内酯有多种生成工艺：第一种，催化加氢法：顺酐催化加氢法(顺酐液相催化加氢法、顺酐气相催化加氢法、顺酐酯化催化加氢法、顺酐均相催化加氢法、顺酐在超临界CO2流体中加氢法)、丁二酸催化加氢法和糠醛催化加氢法等；第二种，催化脱氢法：1，4
‑
丁二醇催化脱氢法等。顺酐催化加氢法对于工艺装置中的加氢设备防爆要求高、产物中有酸对设备材质要求高，而1，4
‑
丁二醇催化脱氢法产物的副产物少，产物易于分离，设备投资少。因此，国内工业主要使用1，4
‑
丁二醇催化脱氢法，已经建设了多条1，4
‑
丁二醇催化脱氢生产线。但1，4
‑
丁二醇催化脱氢法也普遍存在脱氢的尾气废气分离提纯成本高，循环利用困难的问题。
[0003]异丙醇是一种重要的工业溶剂，特别在石油行业和制药行业被广泛的应用。异丙醇的生产工艺主要分为丙烯水合法、丙酮加氢法和醋酸异丙酯加氢法等。丙烯水合法包括丙烯间接水合法和丙烯直接水合法。现在，国内主要依靠丙酮加氢法生产异丙醇。丙酮的转化率和异丙醇选择性较高，副产物较少，反应条件温和，能耗较低，设备腐蚀问题较少，流程简单设备投资较低。
[0004]1，4
‑
丁二醇脱氢反应为强吸热反应，副产氢气。丙酮加氢反应为强放热反应，且消耗氢气，因此两反应均需采用移热的列管式固定床反应器。但是两反应常规一般使用铜系催化剂，但在此系列催化剂上，两者使用温差较大，丙酮加氢一般在130～160℃，而1，4
‑
丁二醇脱氢一般在200～230℃，因此两者的耦合需要新的催化剂体系才可实现。因此，需要提供一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，以解决上述现有存在的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，通过耦合反应可实现氢气的循环利用，同时筛选较好的工艺参数可以控制两反应的反应热基本一致，实现高效反应。
[0006]为达到上述技术效果，本专利技术提供一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，采用如下技术方案：
[0007]一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一、将1，4
‑
丁二醇与丙酮通过泵按1：1～1.8摩尔比混合为反应原料，经过预热和过热至140～200℃后，进入固定床反应器的催化剂床层进行反应，得到反应后的物料；
[0009]预热采用反应后的物料与反应原料换热；
[0010]所述催化剂包括钴源、铜源、助剂A和二氧化硅，所述助剂A为锡源或铬源；按重量
百分数计，所述催化剂中钴源含量为15～25％，铜源含量为2～6％，助剂A含量为8～15％，余量为载体二氧化硅；
[0011]步骤二、将反应后的物料与反应原料换热后，冷凝收集反应得到的液相，所述液相组成为γ
‑
丁内酯和异丙醇，未冷凝气体经过水洗涤后去下游。
[0012]进一步的，按重量百分数计，所述催化剂中钴源含量为18～22％，铜源含量为2.5～4％，助剂A含量为10～12％，余量为载体二氧化硅。
[0013]进一步的，所述催化剂通过共沉淀法制备；
[0014]所述钴源、铜源和助剂A采用硝酸盐、氧化物或碱式碳酸盐中的一种，二氧化硅采用硅溶胶，共沉淀PH值控制在6.5
‑
8。
[0015]进一步的，所述步骤一中，所述固定床反应器为绝热式固定床。
[0016]进一步的，所述固定床反应器内设置有多级液体分布和收集器，反应器喷淋密度为2000
‑
5000kg/m2，液体进料空速为0.2～0.8h
‑1。
[0017]进一步的，所述步骤一中，进料在固定床反应器内的流动方向为自上向下。
[0018]进一步的，所述步骤一中，反应压力0.8～1.2MPa。
[0019]进一步的，所述步骤一中，1，4
‑
丁二醇与丙酮进料摩尔比为1：1.2～1.5，预热和过热至温度为160～190℃后进入固定床反应器。
[0020]本专利技术的上述技术方案至少包括以下有益效果：
[0021]1、以1，4
‑
丁二醇脱氢制γ
‑
丁内酯与丙酮加氢制异丙醇相耦合，将1，4
‑
丁二醇脱氢制γ
‑
丁内酯副产的氢气供丙酮加氢制异丙醇使用，实现氢气的原位利用，解决了尾气脱氢的问题；
[0022]2、筛出并发现了适宜的催化剂和操作工艺参数，有效的控制两反应的反应热基本保持一致，将丙酮加氢制异丙醇反应放出的热量供1，4
‑
丁二醇脱氢制γ
‑
丁内酯使用，以实现反应的高效进行；
[0023]3、降低了1，4
‑
丁二醇催化脱氢制γ
‑
丁内酯的氢气处理成本，同时避免了丙酮加氢中的氢气加压循环问题，有效回收利用了丁二醇脱氢和丙酮加氢反应的反应热，具有反应效率高，经济性好，绿色环保的优点，解决了现有技术中氢气增压再处理能耗高、反应热利用率低的问题，提高本质安全性。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]催化剂为Co
‑
Cu
‑
A@SiO2催化剂，其具体制备步骤如下。
[0027]按照重量百分数计，所述Co
‑
Cu
‑
A@SiO2催化剂的原料组分包括：硝酸钴20％、硝酸铜3％、二氧化锡11％和二氧化硅余量。
[0028]将硝酸铜、硝酸钴与二氧化锡胶体水溶液，混合后，加入氨水，中和至PH值为6.5
‑
8，随后加入二氧化硅胶体，搅拌均匀。后续的老化、干燥和焙烧与常规共沉淀催化剂如甲醇
合成催化剂Cu
‑
ZnO/Al2O3一致。即得Co
‑
Cu
‑
A@SiO2催化剂粗品。将所得Co
‑
Cu
‑
A@SiO2催化剂粗品破碎后过筛挑选尺寸为6
‑
20目的催化剂颗粒，即为C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将1，4
‑
丁二醇与丙酮通过泵按1：1～1.8摩尔比混合为反应原料，经过预热和过热至140～200℃后，进入固定床反应器的催化剂床层进行反应，得到反应后的物料；预热采用反应后的物料与反应原料换热；所述催化剂包括钴源、铜源、助剂A和二氧化硅，所述助剂A为锡源或铬源；按重量百分数计，所述催化剂中钴源含量为15～25％，铜源含量为2～6％，助剂A含量为8～15％，余量为载体二氧化硅；步骤二、将反应后的物料与反应原料换热后，冷凝收集反应得到的液相，所述液相组成为γ
‑
丁内酯和异丙醇，未冷凝气体经过水洗涤后去下游。2.根据权利要求1所述的γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，其特征在于，按重量百分数计，所述催化剂中钴源含量为18～22％，铜源含量为2.5～4％，助剂A含量为10～12％，余量为载体二氧化硅。3.根据权利要求1或2所述的γ
‑
丁内酯和异丙醇的联产工艺方法，其特征在于，所述催化剂通过共沉淀法制备；所述钴源、铜源和助剂A采用硝酸盐、氧化物或碱式碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓莺，李治，王佳，吴国印，李德俊，任志垒，肖强，
申请(专利权)人：河南中汇电子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：