一种低碳烯烃直接水合生成低碳醇的改进方法技术

本发明专利技术提供了一种低碳烯烃直接水合生成低碳醇的改进方法，该方法是在现有低碳烯烃直接水合生成低级醇的工艺基础上，在反应水中加入烯烃质量０．５～５％的聚乙二醇作为反应助剂，以改善烯烃、水液液非均相的传质状况，使低碳烯烃的水合反应在不需要额外增加设备的前提下，能够加速进行，获得较高的单程转化率。经测定，在相同的工艺条件下，聚乙二醇的加入，使烯烃转化率提高１．５～３．５％。在不增加设备和成本的前提下，有效扩大了装置的生产能力，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油化工
，涉及一种低碳烯烃直接水合生成低碳醇的方法，尤其涉及一种低碳烯烃水合生产含有3至5个碳原子的低碳醇的改进 方法。
技术介绍
在阳离子交换树脂催化剂作用下，低碳烯烃通过酸催化的作用可生成相应 的低碳醇。由于低碳烯烃与水几乎不互溶，因此反应是在三相(固体催化剂相、 液相水气相、低碳烯烃相)条件下进行。反应使用的催化剂为改性的耐温强酸 性离子交换树脂，该催化剂的特点是反应活性高、催化剂的时空产率高、腐蚀 小、污染轻。由于含有3到5个碳原子的低碳烯烃进行水合时的反应过程和机 理不同，在工业生产中各种水合反应过程采用的反应过程是不同的。例如丁烯 直接水合采用的是鼓泡式三相固定床反应器、而丙烯直接水合则采用的是三相 滴流床。但是其反应过程和工业生产中存在的问题，基本是类似的。在固体酸催化正丁烯直接水合过程中，丁烯和水经过预热后进入催化反应 器，在压力2.0 25.0 Mpa，温度100 20(TC下发生水合反应生成仲丁醇。典 型过程的催化剂为阳离子交换树脂和杂多酸催化剂。这些方法在异丙醇(IPA)、 仲丁醇(SBA)和叔丁醇(TBA)的生产中同样得到应用，这些方法存在一个 共同的问题，就是烯烃单程转化率低， 一般只有6 7%，尤其是正丁烯水合的 单程转化率过低显得尤为突出，大量未反应的丁烯在反应系统中循环，使反应 装置的能耗高、反应器时空得率低，而且反应副产物多。由于烯烃水合是一个液液或汽液非均相的反应，因此加入能够改善反应传 质状况的有机助剂，有利于反应转化率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术低碳烯烃直接水合生成低碳醇的过程中烯 烃单程转化率低的问题，提供一种烯烃单程转化率较高的低碳烯烃直接水合生 成低碳醇的方法。本专利技术是在现有低碳烯烃直接水合生成低碳醇的工艺基础上，在反应水 中加入有机助剂，以改善烯烃、水液液非均相的传质状况，使低碳烯烃的水合 反应在不需要额外增加设备的前提下，能够加速进行，获得较高的单程转化率， 提高装置的经济效益。本专利技术低碳烯烃直接水合生成低碳醇的方法，是在固定床反应器中，在固体酸催化剂的作用下，于反应温度80 20(TC、反应压力2.0 20.0MPa下，工 艺水与低碳烯烃的摩尔比在1:0.1 1:30的范围内；向反应水中加入烯烃质量 0.5 5%的聚乙二醇(PEG)，使其随反应水进入催化剂固定床反应器进行水合 反应。反应产物被导出反应器后进行分离，得到低碳醇；反应水经处理后进入 反应器循环使用。定期补充加入PEG，使其维持到要求的浓度。固定床反应器可以采用单段床层，也可以采用串连的多段床层。烯烃原料 采用一次进料，工艺水采用分段进料方式。采用的固体酸催化剂为现有技术中 常用的阳离子树脂催化剂、分子筛催化剂或磷酸硅藻土催化剂等。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、 低碳烯烃的单程转化率高工艺水中加入了反应助剂聚乙二醇，不仅 增加了水合反应的水相中低碳烯烃的溶解度，而且增加了低碳烯烃中水的溶解 度，使反应由原来的只在水相中进行改变为在油水两相同时进行，从而显著提 高了水合反应速率，使水合的转化率能够保持在一个比较高的水平。经测定， 在相同的工艺条件下，聚乙二醇的加入，使烯烃转化率提高1.5~3.5%。2、 在不增加设备和成本的前提下，有效扩大了装置的生产能力，提高了 经济效益。3、 加入的聚乙二醇绝大部分分布在水相中，随反应水的循环可直接循环 使用，无需分离回收。具体实施方式下面以正丁烯水合反应生成仲丁醇为例，并以现有技术向对照，通过具 体实施例对本专利技术做进一步的说明。其他低碳烯烃水合生成低碳醇的方法与其 相同。实施例l对比例l:试验是在一个单段固定床反应实验装置上进行。在反应装置的O内20x400反应管中装载25ml催化剂(催化剂由河北凯瑞化工有限公司生产， 商品牌号为D008)。进料正丁烯浓度为96.9m%，反应水为去离子水(电导率为〈5ps/cm)。反应条件为反应温度150°C，压力6.5MPa，正丁烯液体进料 空速为2h，反应水与正丁烯的摩尔比为1:2，连续运转1000小时。反应后的 产物通过减压分离排放未反应的丁烯气体，收集反应液相产物，分析丁烯的转 化率。实施例l:采用相同的试验装置、相同的反应原料和相同的反应条件，在 反应水中加入正丁烯质量3%的PEG，连续运转1000小时。反应后的产物通 过减压分离排放未反应的丁烯气体，收集反应液相产物，分析丁烯的转化率。 结果见表l。表1初始2505007501000对比例16.726.696.326.216.17实施例18.338.318.248.077.93由表l的结果可知，在单段的固定床反应器中，加入一定量的PEG，可 显著提高丁烯的单程转化率。 实施例2对比例2:试验是在一个两段串联的固定床反应实验装置上进行。在反应 装置的两个0^20 x 400反应管中分别装载25ml催化剂(催化剂由河北凯瑞 化工有限公司生产，商品牌号为D008)。原料正丁烯浓度为96.9m%，反应水 为去离子水(电导率为〈5ps/cm)。反应条件为反应温度150°C,压力6.5MPa， 正丁烯液体进料空速为2h'1， 丁烯从一段反应器底部进入，反应结束后从顶部 流入反应水沉降器，分离出反应水后进入二段反应器的底部，反应水分别从两 段反应器的底部进入，从顶部流出后进入每段的反应水沉降器，反应水与丁烯 的摩尔比为1:1，连续运转1000小时。反应后的产物通过减压分离排放未反应 的丁烯气体，收集反应液相产物，分析丁烯的转化率。实施例2:采用相同的实验装置上、相同的反应原料和相同的反应条件， 在反应水中加入3%的PEG,连续运转1000小时。反应后的产物通过减压分 离排放未反应的丁烯气体，收集反应液相产物，分析丁烯的转化率。结果见表 2。由表2的结果可知，在多段固定床反应器中，加入一定量的PEG，同样 可以显著提高丁烯的单程转化率。表2<table>table see original document page 6</column></row><table>实施例3采用与实施例1相同的实验装置，相同的反应原料和相同的反应条件，装 置稳定运转250小时后，在反应水中分别加入正丁烯质量0.5%、 1%、 2%、 3%、4%、 5M的PEG，测定丁烯转化率。结果见表3。 表3<table>table see original document page 6</column></row><table>由上述实施例3结果可知，不同的PEG加入量，提高丁烯单程转化率的效 果不同，随着反应水中PEG加入量的增加，丁烯单程转化率也在提高，但当 PEG加入量超过烯烃质量的5。/。， 丁烯转化率不再增大，因此，PEG的加入量 应当控制在烯烃质量0.5 5%为宜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳烯烃直接水合生成低碳醇的改进方法，是在固定床反应器中，在固体酸催化剂的作用下，于反应温度８０～２００℃、反应压力２．０～２０．０ＭＰａ下，工艺水与低碳烯烃以１∶０．１～１∶３０的摩尔比进行水合反应；反应产物被导出反应器后进行分离，得到低碳醇；反应水经处理后进入反应器循环使用；其特征在于：向反应水中加入烯烃质量０．５～５％的聚乙二醇，使其随反应水进入催化剂固定床反应器。

【技术特征摘要】
1、一种低碳烯烃直接水合生成低碳醇的改进方法，是在固定床反应器中，在固体酸催化剂的作用下，于反应温度80～200℃、反应压力2.0～20.0MPa下，工艺水与低碳烯烃以1∶0.1～1∶30的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家民，任万众，苏芳云，齐世学，姚亚平，张晓杰，张耀亨，许文友，肖军，王桂敏，李彬，
申请(专利权)人：中国石油兰州石油化工公司，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]