CN102020526A - 一种采用叔丁醇制备异丁烯的方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用叔丁醇制备异丁烯的方法，其特征在于采用一固定床作为叔丁醇脱水的反应器，反应产物进入精馏塔进行分离，该精馏塔塔顶冷凝器为部分冷凝器，液相基本处于全回流状态，只有少量采出，为的是防止碳八副产在塔内富集，汽相采出异丁烯产品并经冷凝器深冷后转化为液相异丁烯产品，塔釜采出另一产物水，直接从侧线采出接近共沸组成的叔丁醇-水混合物返回固定床反应器。本发明中反应器和精馏塔形成一***，通过调整精馏塔的操作，就能够达到叔丁醇完全反应并实现产物的分离，塔釜采出水，塔顶得到高纯异丁烯产品。本方法设备投资少，催化剂装填方便，易于操作。

Description

一种采用叔丁醇制备异丁烯的方法
技术领域
本发明涉及一种叔丁醇脱水制高纯异丁烯的工艺。
背景技术
异丁烯是一种重要的基本有机化工原料。高纯度的异丁烯主要用于制备丁基橡胶、聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等多种有机化工原料和精细化学品。目前为止，高纯异丁烯的生产方法主要有三种：吸附分离法，甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法和叔丁醇脱水法。吸附分离是利用正丁烯和异丁烯在分子筛上吸附能力的差异来生产异丁烯的技术。此法即适用于生产高纯度的正丁烯也用于生产高纯度的异丁烯，但由于该法工艺较为复杂，生产高纯异丁烯技术经济不如反应法分离的叔丁醇脱水工艺和MTBE裂解工艺。MTBE裂解法是80年代后世界各国普遍采用的工艺，该工艺产品纯度高，装置规模灵活性大，可以根据市场需求生产MTBE或异丁烯。缺点是很难获得聚合级的异丁烯产品，主要是由于醚化法副反应多，为获得聚合级的异丁烯产品，生产工艺流程长，分离精制工艺复杂，普遍采用“五塔”或“六塔”流程，能耗较大。而叔丁醇脱水法是获取高纯度异丁烯的重要途径，该方法副反应少，产品质量高，投资省。叔丁醇脱水制异丁烯的专利很多，US3665048采用固定床工艺，氧化铝为催化剂，反应在汽相中进行，US5849971采用催化精馏工艺生产异丁烯，CN200710049954.1采用间歇釜式反应器生产异丁烯，CN1609082A介绍了一种由叔丁醇制备异丁烯的方法，采用固定床反应器，反应在液相中进行，反应产物进入初分馏塔，加压操作，塔顶采出富含异丁烯的液相产品，进入异丁烯精制塔，塔底得到异丁烯产品。初分馏塔塔底产品先进入一精馏塔，塔顶脱除碳八副产，塔底产品进入另一精馏塔，塔釜采出水，塔顶为近共沸组成的叔丁醇-水混合物返回固定床反应器。US4208540介绍了由混合碳四水合生成叔丁醇，叔丁醇脱水生产异丁烯的方法，叔丁醇脱水采用釜式反应器或流化床反应器，汽相异丁烯产品夹带叔丁醇等进入产品精制塔，塔顶采出异丁烯产品，塔底产品进入另一精制塔，塔顶脱除碳八副产，塔底产品进入后续精馏塔，反应器采出的液相产品也进入后续精馏塔，塔底采出水，塔顶采出近共沸叔丁醇-水混合物后返回脱水反应器。这两种方法都关注于异丁烯产品的分离，由一个或两个精馏塔分离得到异丁烯产品，但都用两个精馏塔来实现叔丁醇共沸混合物的回收，副产碳八和水的分离，设备投入多，能耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叔丁醇脱水生产异丁烯的工艺，该工艺设备投入低，催化剂装填方便，易于操作。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种叔丁醇脱水制备异丁烯的方法，其特征在于接近共沸组成的叔丁醇原料进入固定床反应器a进行脱水反应，反应产物进入上部装有冷凝器c的精馏塔b进行分离，精馏塔理论板数为10～50块，精馏塔塔顶冷凝器c为分凝器，液相采出量占处理量的0.5～5wt％，其余回流，汽相采出异丁烯产品进入另一冷凝器d进行冷凝，转化为液相异丁烯产品，塔釜采出另一产物水，侧线采出接近共沸组成的叔丁醇-水混合物返回固定床反应器a中，采出位置为精馏塔第2～8块理论板。
本发明所述的固定床反应器压力为0.4～2MPa，反应温度为50～110℃。
本发明所述的固定床反应器并不限于一个反应器，可以是多个反应器串连或并联。
本发明所述的精馏塔的操作压力为0.08～0.3MPa。
本发明所述的精馏塔塔顶的分凝器c温度控制在-20～30℃。
本发明所述的固定床反应器中装填磺酸树脂。
本发明的优点是：采用固定床反应器和精馏塔组成一***，精馏塔侧线采出叔丁醇-水共沸混合物，减少循环物流中水的含量，通过控制精馏塔的操作就可以实现叔丁醇的全部转化，得到高纯异丁烯产品，设备投资少，催化剂装填方便，易于操作。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图中a-固定床反应器，b-精馏塔，c-分凝器，d-冷凝器，e-再沸器；1-叔丁醇原料，2-叔丁醇原料与侧线采出物料混合后物料，3-固定床反应产物，4-侧线采出物料，5-塔顶汽相异丁烯产品，6-塔顶液相采出物料，7-液相异丁烯产品，8-塔釜出料。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明方法作进一步描述。近共沸组成的叔丁醇原料1和侧线物料4经换热后进入固定床反应器a，反应器压力控制在0.4～2MPa，反应温度控制在50～110℃；反应产物3进入精馏塔b的中下部，精馏塔理论板数10～50块，操作压力0.08～0.3MPa，精馏塔塔顶分凝器c温度控制在-20～30℃；汽相采出异丁烯产品5，经冷凝器d深冷后冷凝成液相产品7；分凝器冷凝的液相打回流，采出量占处理量的0.5～5wt％；侧线物料4采出位置为精馏塔第2～8块理论板，采出量根据固定床反应器的叔丁醇转化率确定，塔釜采出物流8。
实施例1：
近共沸组成的叔丁醇原料1进入固定床反应器a，反应温度85℃，反应压力1MPa，反应产物3进入精馏塔b，精馏塔b共有16块理论板，进料位置为第12块理论板，操作压力0.12MPa，塔顶分凝器c的温度为5℃，汽相采出异丁烯产品5，经冷凝器d深冷后冷凝成液相产品7；分凝器冷凝的液相主要打回流，少量采出液相物料6，侧线物料4采自第3块理论板，与原料1混合后进入反应器a，塔釜采出物流8。具体物流流量及组成见表1。
表1
实施例2：
近共沸组成的叔丁醇原料1进入固定床反应器a，反应温度60℃，反应压力1.5MPa，反应产物3进入精馏塔b，进料位置第30块理论板，精馏塔共有50块理论板，操作压力0.3MPa，塔顶分凝器c的温度为29℃，汽相采出异丁烯产品5，经冷凝器d深冷后冷凝成液相产品7；分凝器冷凝的液相主要打回流，少量采出液相物料6，侧线物料4采自第6块理论板，与原料1混合后进入反应器a，塔釜采出物流8。具体物流流量及组成见表2。
表2
实施例3：
近共沸组成的叔丁醇原料1进入固定床反应器a，反应温度95℃，反应压力0.5MPa，反应产物3进入精馏塔b，进料位置第15块理论板，精馏塔共有30块理论板，操作压力0.08MPa，塔顶分凝器c的温度为-5℃，汽相采出异丁烯产品5，经冷凝器d深冷后冷凝成液相产品7；分凝器冷凝的液相主要打回流，少量采出液相物料6，侧线物料4采自第3块理论板，与原料1混合后进入反应器a，塔釜采出物流8。具体物流流量及组成见表3。
表3
Figure B2009100928372D0000051

Claims (6)

1.一种叔丁醇脱水制备异丁烯的方法，其特征在于接近共沸组成的叔丁醇原料进入固定床反应器进行脱水反应，反应产物进入上部装有冷凝器的精馏塔进行分离，精馏塔理论板数为10～50块，精馏塔塔顶冷凝器为分凝器，液相采出量占处理量的0.5～5wt％，其余回流，汽相采出异丁烯产品进入另一冷凝器进行冷凝，转化为液相异丁烯产品，塔釜采出另一产物水，侧线采出接近共沸组成的叔丁醇-水混合物返回固定床反应器中，采出位置为精馏塔第2～8块理论板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固定床反应器压力为0.4～2MPa，反应温度为50～110℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固定床反应器是多个反应器串连或并联。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的精馏塔操作压力为0.08～0.3MPa。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的精馏塔塔顶冷凝器温度控制为-20～30℃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固定床反应器中装填磺酸树脂。
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