CN107915612A - 一种由工业副产废液丙酮制备提纯的mibk的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用工业副产废液丙酮制备高纯MIBK的工艺过程。包括由废液丙酮合成MIBK的反应液在脱轻组分塔塔顶得到比丙酮沸点低的轻组分，在丙酮回收塔塔顶得到未反应的丙酮；在工艺水塔塔顶得到沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物；在脱水塔塔顶得到来自原料的丙酮、甲醇等低沸点有机物；在脱醇塔塔顶得到醇/水馏出物以及在塔釜得到粗的MIBK馏出物；在MIBK精制塔塔顶得到沸点低于MIBK的轻组分以及侧线得到纯度≥99.5％的MIBK产品。本发明公开的技术流程简洁、能耗低、生产成本低，可利用高杂质废液丙酮获得高纯度的MIBK产品，具备显著的经济效益。

Description

一种由工业副产废液丙酮制备提纯的MIBK的方法
技术领域
本发明涉及了一种提纯的MIBK的生产方法，具体地说是一种由工业副产废液丙酮生产提纯的MIBK的方法。
技术背景
共氧化法环氧丙烷工艺是工业上生产环氧丙烷的主流工艺，包括PO/TBA工艺和PO/SM工艺，目前全球PO装置产能约1000万吨/年，其中共氧化法工艺约占55％～60％。因为共氧化法的氧化反应是自由基反应，中间产物活性极高、产物较为复杂。工业共氧化法环氧丙烷装置副产大量废液，该股废液组成复杂，除含有大量丙酮外主要杂质为环氧异丁烷、甲醇、叔丁醇等，由于组分间沸点相差小，又存在甲醇/丙酮、丙酮/环氧异丁烷、叔丁醇/水等多组共沸，常规分离无法达到满意的分离效果。因此，这股物料的利用受到严重限制，工业上一般用做有机废料焚烧回收部分热量，利用价值十分有限。
CN201410128345公开了一种利用废液丙酮制备MIBK的方法，通过采用先进的催化和加氢技术，实现了丙酮到MIBK的高效转化，同时巧妙的避开了组成物质沸点接近、存在复杂共沸现象等对原料提纯造成的影响。
甲基异丁基酮(MIBK)是一种综合性能优良的中沸点溶剂，同时也是一种用途广泛的丙酮下游衍生产品，主要应用于涂料、油漆、润滑油脱蜡等工业溶剂领域，也是合成橡胶防老剂和其他化工产品的重要原料。目前工业上MIBK的主流制备工艺是丙酮一步法，原料丙酮规格一般为99.5％的工业一级品。
CN201410128345公开的方法中，采用共氧化法环氧丙烷装置的副产废液丙酮作为原料一步法合成MIBK，避开了原料的复杂提纯难题，实现了丙酮的高效利用，经济效益显著。但同时产物组成更加复杂，分离难度较传统工艺有所增加。
目前对于MIBK的提纯工艺均是针对纯丙酮一步法制备的MIBK产品，而对于工业副产的废液丙酮制备MIBK的提纯尚无文献报道，因此需要寻求一种由工业副产废液丙酮生产提纯的MIBK的新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由工业副产废液丙酮生产提纯的MIBK的方法，解决因采用废液丙酮为原料引入多种杂质带来的分离困难，提供一种优化的分离方法和工艺过程，以简化产品生产流程，降低成本，获取高纯度MIBK产品。
为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：
一种由工业副产废液丙酮制备提纯的MIBK的方法，包括以下步骤：
(i)在反应段中，将工业副产废液丙酮经缩合、脱水和加氢催化反应生成MIBK及实现杂质大部分转化得到MIBK合成液；
(ii)MIBK合成液分离氢气后进入脱轻组分塔进行萃取精馏，塔顶脱除轻组分，塔釜液相物流进入丙酮回收塔；
(iii)(ii)步的塔釜液相物流经丙酮回收塔萃取精馏，在塔顶回收未反应的丙酮，塔釜液相物流经过相分离后得到富含水相的物流和富含有机相的物流；
(iv)富含水相的物流进入工艺水塔，塔顶得到沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物进入脱水塔，塔釜液部分进入脱轻组分塔，或脱轻组分塔和丙酮回收塔；
(v)富含有机相的物流和工艺水塔塔顶物流(沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物)进入脱水塔，脱水塔为分隔壁塔，工艺水塔塔顶物流从脱水塔一侧进入，富含有机相的物流从脱水塔的公共精馏段进入，脱水塔另一侧塔板上设置液-液分层器，侧线获得接近共沸水/醇组成组成的基本不含MIBK(MIBK含量小于10wt％)的水/醇的馏出物，塔顶脱除丙酮、甲醇，塔釜得到基本不含水(水含量小于0.2wt％)的液相物流；
(vi)脱水塔塔釜液相物流进入脱醇塔，在塔顶脱除杂质醇类，塔釜得到粗的MIBK馏出物进入MIBK精制塔，精制后塔顶脱除轻组分，侧线采出MIBK产品。
作为一种优选的具体方案，所述的由工业副产废液丙酮制备提纯的MIBK的方法包括以下步骤：
(i)在反应段中，将工业副产废液丙酮经缩合、脱水和加氢催化反应生成MIBK及实现杂质大部分转化得到MIBK合成液；
(ii)MIBK合成液分离氢气后进入脱轻组分塔，氢气进入反应段循环利用，所述的MIBK合成液中含有MIBK、丙酮、水、异丙醇、二丙酮醇、DIBK(二异丁基酮)、异丁烷、2-甲基戊烷、甲醇、叔丁醇、异丁醛、异丁醇以及来自原料的甲乙酮(MEK)、醚类；
(iii)分离氢气后的MIBK合成液经脱轻组分塔在萃取剂存在下进行萃取精馏，将含有异丁烷、2-甲基戊烷、异丁醛、甲乙酮以及醚类的轻组分从塔顶脱除，重组分进入塔釜，得到的塔釜液相物流进入丙酮回收塔；
(iv)(iii)步的塔釜液相物流经丙酮回收塔在萃取剂存在下进行萃取精馏，在塔顶回收未反应的丙酮，重组分进入丙酮回收塔塔釜，得到的塔釜液相物流进入分水器；
(v)(iv)步的塔釜液相物流经分水器分离为富含有机相的物流和富含水相的物流；
(vi)(v)步富含水相的物流进入工艺水塔回收富含水相的物流中的有机物，同时实现萃取剂的回收利用，塔顶得到沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物进入脱水塔，60wt％～98wt％的塔釜液作为萃取剂进入脱轻组分塔，0wt％～20wt％的塔釜液作为萃取剂进入丙酮回收塔，其余作为废水排出；所述的沸点低于MIBK/水共沸物的有机物包括丙酮、甲醇、异丙醇、叔丁醇、MIBK和水的共沸物等；
(vii)分水器中分离的富含有机相的物流和工艺水塔分离的沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物进入脱水塔，脱水塔为分隔壁塔，工艺水塔分离的沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物从脱水塔一侧进入，分水器中分离的富含有机相的物流从脱水塔的公共提馏段进入，分隔壁塔另一侧塔板上设置液-液分层器，液-液分层器内部装有填料，侧线获得MIBK含量小于10wt％的水/醇的馏出物，塔顶脱除丙酮、甲醇等，塔釜得到水含量小于0.2wt％的液相物流；
(viii)脱水塔塔釜液相物流进入脱醇塔，在塔顶脱除杂质醇类，塔釜得到粗的MIBK馏出物进入MIBK精制塔；其中所述的杂质醇类包括异丙醇、叔丁醇、异丁醇等；
(ix)MIBK精制塔塔顶脱除轻组分，部分重组分如二丙酮醇(DAA)等会发生分解，在分馏段获得DAA分解产物丙酮等轻组分，侧线采出MIBK产品，塔釜获得含有DIBK的高沸物物流。
本发明中，所述的工业副产丙酮来自环氧丙烷/叔丁醇联产装置，更具体的来自共氧化法环氧丙烷/叔丁醇装置，基于废液丙酮重量，其包含水0.1wt％～5wt％，甲醇0.5wt％～6wt％，环氧异丁烷1wt％～20wt％，丙酮60wt％～95wt％，异丙醇0.01wt％～0.5wt％，甲乙酮0.01wt％～0.2wt％，叔丁醇1wt％～15wt％，醛类(异丁醛等)0.01wt％～2wt％，醚类(甲基叔丁基醚、异丙基叔丁基醚、正丙基叔丁基醚、异丁基叔丁基醚等)0.01wt％～5wt％。
本发明中，用于步骤(i)的反应段的催化剂，可以是能够催化丙酮缩合、脱水、加氢制备MIBK的任何固体催化剂。加氢反应可以在气相进行也可以在液相进行，优选在液相条件下进行。所述催化剂包括但不限于Pd-树脂复合催化剂、Pd-ZSM-5复合催化剂、Pd/Al2O3催化剂或Ni/Al2O3催化剂。优选采用液相条件下的催化剂如Pd-离子交换树脂复合催化剂，此种液相条件的典型情况是，包括采用大约80～160℃的温度以及25Bar～75Bar的压力，优选25Bar～45Bar范围内的压力。
从反应段分离出来的粗反应产物，含有作为产物的MIBK，未反应掉的丙酮，反应产生的杂质水、异丙醇、二丙酮醇、DIBK、2-甲基戊烷，以及作为杂质从废液丙酮原料中带入的包括甲醇、叔丁醇、甲乙酮、醚类等和原料中杂质经过反应段在催化剂作用下发生反应生成的异丁烷、异丁醛等。实际上，MIBK合成液中包含45～75wt％的丙酮，18～35wt％的MIBK，4～10wt％的水，0.01～2wt％的异丙醇，0～1wt％的二丙酮醇，0.1～2wt％的DIBK，0.01～2wt％异丁烷，0.001～0.5wt％的2-甲基戊烷，0.01～6wt％的甲醇，0～8wt％的叔丁醇、0.1～15wt％的异丁醛，0.01～15wt％的异丁醇，以及来自原料0.01～0.2wt％的甲乙酮和0.01～5wt％的醚类。
应用传统分馏方法，不可能将此种混合物进行令人满意的分离，因为此种混合物中有多种组分相互之间形成二元或多元共沸混合物。同时，该体系的共沸混合物组成大多与压力无关，或者不能找到合适的压力变化范围对所有的共沸混合物都有效，因此，不能通过改变压力来实现上述共沸混合物的分离。但是，通过脱氢组分塔和丙酮回收塔采用萃取剂针对轻组分以及未反应的原料丙酮进行萃取精馏而进行的所述分离过程中，能够获得令人满意的分馏效果。脱轻组分塔萃取剂用量较大时，丙酮回收塔萃取剂的比例可适当降低甚至不加萃取剂。
本发明中，所述的脱轻组分塔是萃取精馏塔，萃取剂和来自反应器的反应液同时加入塔中。萃取剂选自单乙醇胺、乙二醇、己二醇和水中的一种或多种的混合物，优选水作为萃取剂。脱轻组分塔在压力80～300KPaA，优选100～200KPaA的条件下操作；理论塔板数为15～60，优选25～50；进料位置为第10～30块板，优选第15～25块板；回流比为2～50，优选5～25。萃取剂的加入位置和进料液加入位置相同或高于进料液加入位置，优选第2～20块理论板(从上往下计，下同)。萃取剂与进料液的比例为0.05～5:1，优选0.1～3:1。特别是，使用水作为针对2-甲基戊烷等轻组分的萃取剂时，能允许将含有2-甲基戊烷等轻组分和丙酮的混合物，分离成一股含有2-甲基戊烷等轻组分且丙酮比例小于30wt％、优选小于10wt％、更优选小于5wt％的物流，以及一股含有丙酮且其中2-甲基戊烷等含量小于0.02wt％、优选小于0.01wt％、更优选小于50PPm的物流。
本发明中，丙酮回收塔在压力为50～100KPaA的条件下操作，为的是更好的兼顾相对挥发度和冷却水消耗；丙酮回收塔是萃取精馏塔，萃取剂可选择单乙醇胺、乙二醇、己二醇和水中的一种或多种的混合物，优选水作为萃取剂。萃取剂用量与进料液的质量比为0～5:1，优选0～3:1。塔顶温度为40～60℃，塔釜温度为70～90℃；理论塔板数为10～100，优选30～60；进料位置为第5～60块板，优选第15～40块板；回流比为0.5～5，优选0.5～3；萃取剂的加入位置和进料液加入位置相同或高于进料液加入位置，优选第2～20块理论板。丙酮回收塔塔顶丙酮纯度可提纯至85％～99％，塔釜丙酮含量低于1wt％，优选低于0.5wt％，更加优选低于0.2wt％。
本发明中，分水器将丙酮回收塔塔釜液分离为富含有机相的物流和富含水相的物流。其中富含水相的物流进入工艺水塔回收溶解在其中的MIBK以及比MIBK更轻的有机物，同时实现萃取剂水的回收利用。富含有机相的物流以及工艺水塔塔顶物流分别进入脱水塔。
本发明中，工艺水塔在压力为50～200KPaA，优选80～160KPaA的条件下操作；理论塔板数5～30，优选10～25；进料位置第为2～20块板，优选第2～15块板；回流比为0.1～10，优选1～5。
本发明中，脱水塔为侧线采出塔，并且塔内设有液-液分层器，通过侧线采出获得MIBK含量小于10wt％的水/醇的馏出物。由于从分水器中分离的富含有机相的物流中含有较多的醇如异丙醇、异丁醇、叔丁醇等，会影响侧线采出的分层效果，脱水塔设置为分隔壁塔，富含有机相的物流从脱水塔的一侧进料，液-液分层器设置在脱水塔的另一侧，能够有效的促进塔板上的分层效果，同时降低了MIBK的损失量。
本发明中，脱水塔在压力50～500KPaA，优选100～260KPaA的条件下操作；回流比为1～30，优选5～15；理论塔板数为20～80块，优选20～60块。所述的脱水塔上部为公共精馏段，下部为公共提馏段，一侧为进料的隔壁塔段，另一侧为侧线采出的隔壁塔段，其中进料的隔壁塔段又分为沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水共沸物进料处上方与公共精馏段下端之间的塔段和进料处下方与公共提馏段上端之间的塔段。侧线采出的隔壁塔段又分为侧线采出处上方与公共精馏段下端之间的塔段和侧线采出处下方与公共提馏段上端之间的塔段。
优选地，公共精馏段的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～50％、优选10～30％；沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水共沸物进料处上方与公共精馏段下端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～30％、优选10～25％；沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水共沸物进料处下方与公共提馏段上端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的10～50％、优选10～35；侧线采出处上方与公共精馏段上端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的10～50％、优选10～35％；侧线采出处下方与公共提馏段上端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～30％、优选10～25％；公共提馏段的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～50％、优选20～40％。富含有机相的物流在脱水塔的公共提馏段进料，进料位置可选公共提馏段的任何一块理论塔板。
本发明中，脱水塔一侧塔板上液-液分层器内装填的填料包含填料A和B。其中填料A为改性后的超亲水金属填料，填料B为改性后的超亲油金属填料，填料A装填在下层，填料B装填在上层，填料A和填料B装填高度比为1:8～4:1，优选1:4～2:1。
本发明中，所述的填料A是将金属填料(如不锈钢、碳钢等)放入强氧化性的溶液中进行处理12～18h，之后用去离子水冲洗至中性得到，所述的强氧化性的溶液优选重铬酸钾硫酸和/或高锰酸钾硫酸溶液。在填料A表面喷涂上表面改性剂和助剂，在200～300℃下加热30min～60min，即可得到填料B，其中，表面改性剂优选聚四氟乙烯乳液，助剂优选磺化聚酰亚胺乳液，其中聚四氟乙烯乳液和磺化聚酰亚胺乳液添加的质量比为1:1～20:1，优选5:1～10:1，表面改性剂和助剂的质量总和占填料A质量的0.001％～1％，优选0.01～0.1％。
通过对金属填料表面进行氧化处理，提高了填料表面的粗糙程度，增强了填料对水的润湿性，将填料改性为超亲水填料。填料B表面的表面改性剂会在填料粗糙的表面上吸附，干燥后会在填料表面的凹槽内形成微小球状或是块状，起到超亲油超疏水的作用。在分层器内填料A和填料B的上下分层填装，不仅更好的促进了油水两相的分离，而且提高了塔板上传质传热的能力。填料B中助剂的加入，使填料上引入磺酸基，磺酸基的引入使溶解在油相中的叔丁醇在填料表面发生脱水反应，生成异丁烯和水，生成的水很快脱离超亲油超疏水的填料进入水相，异丁烯为气体，从塔顶排出，由于反应为可逆反应，促进了反应向正反应的方向发展。同时，油相中叔丁醇的转化也促进了油水两相的分层。
本发明中，异丙醇、少量叔丁醇、MIBK与异丁醇醇的共沸物以及其它比MIBK轻的醇类组分从脱醇塔塔顶除去。脱醇塔在压力80～300KPaA，优选100～200KPaA的条件下操作；理论塔板数为15～55，优选20～40块板；进料位置为第5～35块板，优选第15～25块板；回流比为5～50，优选5～30。
本发明中，MIBK精制塔在压力为50～300KPaA，优选100～200KPaA的条件下操作；理论塔板数20～60，优选30～50；进料位置为第10～40块板，优选第15～20块板；回流比为20～150，优选50～120。
本发明公开的利用工业废液丙酮制备高纯MIBK的分离方法，解决了因原料引入杂质所带来的分离困难，同时针对现有技术存在的问题进行了改进。通过萃取精馏、分隔壁塔技术极大降低了丙酮以及MIBK产品的损失，并且流程更加简洁，投资降低、能耗节省，能获得高纯度的产品，具备显著的技术和经济性优势。最终可实现废液丙酮的高效利用，经济效益显著。
本发明中所述的压力均为绝压。
附图说明：图1为本发明的由工业副产废液丙酮制备提纯的MIBK的工艺流程图。
具体实施方式：
为了更清楚的解释本发明中公开的工艺，并容易的实施和操作利用共氧化法环氧丙烷装置副产废液丙酮生产高纯MIBK的优选工艺过程和装置，下面对本发明的工艺过程进行更进一步的说明。
本技术领域中的人员都会认识到，由于附图是示意性的，因此，在一套工业装置上还需要一些其他设备，例如冷凝器、换热器、回流罐、塔再沸器、泵、真空泵、温度传感器、压力传感器、泄压阀、控制阀、流量控制器、液面控制器、接收罐、储罐等。关于这些辅助设备的规格要求不属于本发明的讨论范围，可根据常规的化工技术进行考虑。
下面参照附图进一步叙述本发明：
如图1所示，其中C-100为脱轻组分塔，C-101为丙酮回收塔，C-102为脱水塔，C-103为脱醇塔，C-104为MIBK精制塔，C-105为工艺水塔。废液丙酮(流股1)(主要成分有丙酮、甲醇、水、环氧异丁烷、异丙醇、甲乙酮、叔丁醇、醛类、醚类等)和从丙酮回收塔C-101回收的丙酮(流股9)混合与氢气(流股2)一起进入反应器R-100，在反应器R-100内发生缩合脱水加氢反应，生成物质和未反应的氢气(流股3)经氢气分离器D-100将未反应的氢气(流股4)和MIBK合成液(流股5)分离。MIBK合成液(主要成分为MIBK、丙酮、水、异丙醇、二丙酮醇、DIBK、异丁烷、2-甲基戊烷、甲醇、叔丁醇、异丁醛、异丁醇以及来自原料的甲乙酮、醚类等)首先进入脱轻组分塔C-100。脱轻组分塔为萃取塔，萃取剂6从进料以上的位置进入，脱轻组分塔的主要作用为脱去合成液中的轻组分，包括2-甲基戊烷、异丁烷、醚类等轻组分，流股7从塔顶采出，塔釜液(流股8)进入丙酮回收塔C-101。丙酮回收塔的主要作用为回收未反应的丙酮，经丙酮回收塔的分离，塔顶得到纯度远大于原料(流股1)纯度的丙酮(流股9)，塔釜液(流股10)进入分水器D-101。在分水器D-101里，基于相间液-液平衡分为油水两相，油相(流股11)进入脱水塔C-102，水相(流股12)进入工艺水塔。工艺水塔塔顶(流股13)回收沸点低于MIBK/水共沸物的有机物进入脱水塔，塔釜液(流股14)以萃取剂的形式得以回收利用，只有少量水排出(流股15)。脱水塔C-102的塔顶(流股16)脱出丙酮、甲醇、异丁烯等，侧线采出(流股17)水以及少量醇类，塔釜液(流股18)进入脱醇塔C-103。在脱醇塔塔顶脱除异丙醇等醇类(流股19)，塔釜液(流股20)进入MIBK精制塔C-104。在MIBK精制塔塔顶得到DAA分解产生的少量丙酮等轻组分(流股21)，侧线采出纯度大于99.5％的MIBK产品(流股22)，塔釜液(流股23)为重组分。
对比例
将废液丙酮混合液在Ф26mm的精馏柱内常压精馏分离，填料采用Ф3*3的三角螺旋，柱高1.5m，塔顶冷凝水温度为25℃，塔顶采出温度52-57℃，回流比10:1，塔顶采出样品的组成如表1所示。
表1副产丙酮混合液精馏回收丙酮
由上表可知：在大理论板数、大回流比下精馏提纯丙酮时，甲醇、环氧异丁烷、丙酮、异丙醇、甲乙酮、醛类和醚类几乎没有分离。因而很难直接回收利用混合液中丙酮，必须设计其他丙酮应用途径。
各实施例中所用原料废液丙酮的组成如表2所示：
表2原料废液丙酮的组成
各实施例中反应器R-100条件如表3所示：
表3各实施例中反应器条件
反应条件 实施例一 实施例二 实施例三
反应温度℃ 80 100 160
反应压力/bar 45 30 25
催化剂 Pd-树脂催化剂 Pd-树脂催化剂 Pd-Al2O3
Pd-树脂催化剂：陶氏化学有限公司，Amberlyst CH-28，其中Pd含量为0.7wt％。
实施例1
如附图的流程所示，将反应合成液脱氢后按表4和表5的精馏条件进行精馏，其中脱轻组分塔的萃取剂为水，用量与进料液的质量比为3:1，在第2块理论板加入，其中脱水塔一侧塔板上液-液分层器内的填料A和填料B的高度比为1:4，得到结果如表6所示。从表6中可知：通过各精馏塔的精馏，最终得到MIBK产品的质量分数为99.56％。
填料A和填料B的制备方法如下：将不锈钢填料放入高锰酸钾硫酸溶液中进行处理18h，之后用去离子水冲洗至中性得到填料A。在填料A表面喷涂上聚四氟乙烯乳液和磺化聚酰亚胺乳液，250℃下加热30min得到填料B，其中聚四氟乙烯乳液和磺化聚酰亚胺乳液的质量比为5:1，表面改性剂和助剂的质量总和占填料A质量的0.02％。
表4精馏塔的精馏条件
精馏塔 C-100 C-101 C-103 C-104 C-105
理论板数 15 50 30 60 30
进料位置 10 30 15 40 20
压力/KPaA 100 100 300 50 50
回流比 50 0.5 5 100 4
表5脱水塔C-102的精馏条件
表6精馏结果
实施例2
如附图的流程所示，将反应合成液脱氢后按表7和表8的精馏条件进行精馏，其中脱轻组分塔的萃取剂为水，用量与进料液的质量比为2:1，在第5块理论板加入，其中脱水塔一侧塔板上液-液分层器内的填料A和填料B的高度比为1:1，得到结果如表9所示。从表9中可知：通过各精馏塔的精馏，最终得到MIBK产品的质量分数为99.67％。填料A和填料B的制备方法如实施例一所示。
表7精馏塔的精馏条件
精馏塔 C-100 C-101 C-103 C-104 C-105
理论板数 30 100 55 20 5
进料位置 20 40 35 10 2
压力/KPaA 300 50 80 200 100
回流比 2 2 30 150 10
表8脱水塔C-102的精馏条件
表9精馏结果
实施例3
如附图的流程所示，将反应合成液脱氢后按表10和表11的精馏条件进行精馏，其中脱轻组分塔的萃取剂为水，用量与进料液的质量比为0.1，在第20块理论板加入，丙酮回收塔的萃取剂为水，用量与进料液的质量比为0.3，在第2块理论板加入，其中脱水塔一侧塔板上液-液分层器内的填料A和填料B的高度比为1:4，得到结果如表12所示。从表12中可知：通过各精馏塔的精馏，最终得到MIBK产品的质量分数为99.72％。
表10精馏塔的精馏条件
精馏塔 C-100 C-101 C-103 C-104 C-105
理论板数 60 10 15 40 15
进料位置 30 5 5 20 10
压力/KPaA 80 70 140 300 200
回流比 20 5 50 20 0.1
表11脱水塔C-102的精馏条件
表12精馏结果

Claims (12)

1.一种由工业副产废液丙酮制备提纯的MIBK的方法，包括以下步骤：
(i)在反应段中，将工业副产废液丙酮经缩合、脱水和加氢催化反应生成MIBK及实现杂质大部分转化得到MIBK合成液；
(ii)MIBK合成液分离氢气后进入脱轻组分塔进行萃取精馏，塔顶脱除轻组分，塔釜液相物流进入丙酮回收塔；
(iii)(ii)步的塔釜液相物流经丙酮回收塔萃取精馏，在塔顶回收未反应的丙酮，塔釜液相物流经过相分离后得到富含水相的物流和富含有机相的物流；
(iv)富含水相的物流进入工艺水塔，塔顶得到沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水的共沸物进入脱水塔，塔釜液部分进入脱轻组分塔，或脱轻组分塔和丙酮回收塔；
(v)富含有机相的物流和工艺水塔塔顶物流进入脱水塔，脱水塔为分隔壁塔，工艺水塔塔顶物流从脱水塔一侧进入，富含有机相的物流从脱水塔的公共提馏段进入，脱水塔另一侧塔板上设置液-液分层器，侧线获得接近水/醇共沸组成的基本不含MIBK的水/醇馏出物，塔顶脱除丙酮、甲醇，塔釜得到基本不含水的液相物流；
(vi)脱水塔塔釜液相物流进入脱醇塔，在塔顶脱除杂质醇类，塔釜得到粗的MIBK馏出物进入MIBK精制塔，精制后塔顶脱除轻组分，侧线采出MIBK产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的工业副产废液丙酮来自共氧化法环氧丙烷/叔丁醇联产装置副产的丙酮，基于废液丙酮重量，其包含水0.1wt％～5wt％，甲醇0.5wt％～6wt％，环氧异丁烷1wt％～20wt％，丙酮60wt％～95wt％，异丙醇0.01wt％～0.5wt％，甲乙酮0.01wt％～0.2wt％，叔丁醇1wt％～15wt％，醛类0.01wt％～2wt％，醚类0.01wt％～5wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的MIBK合成液中包含45～75wt％的丙酮，18～35wt％的MIBK，4～10wt％的水，0.01～2wt％的异丙醇，0～1wt％的二丙酮醇，0.1～2wt％的二异丁基酮，0.01～2wt％异丁烷，0.001～0.5wt％的2-甲基戊烷，0.01～6wt％的甲醇，0～8wt％的叔丁醇，0.1～15wt％的异丁醛，0.01～15wt％的异丁醇，以及0.01～0.2wt％的甲乙酮和0.01～5wt％的醚类。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，脱轻组分塔和丙酮回收塔是萃取精馏塔，萃取剂选自单乙醇胺、乙二醇、己二醇和水中的一种或多种，优选水作为萃取剂，脱轻组分塔的萃取剂用量与废液丙酮的质量比为0.05～5:1，优选0.1～3:1，丙酮回收塔的萃取剂用量与进料液的质量比为0～5:1，优选0～3:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述的脱水塔的理论塔板数为20～80块，优选20～60块；公共精馏段的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～50％、优选10～30％；沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水共沸物进料处上方与公共精馏段下端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～30％、优选10～25％；沸点低于MIBK/水共沸物的有机物及MIBK/水共沸物进料处下方与公共提馏段上端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的10～50％、优选11～35％；侧线采出处上方与公共精馏段下端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的10～50％、优选11～35％；侧线采出处下方与公共提馏段上端之间的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～30％、优选10～25％；公共提馏段的理论塔板数占脱水塔理论塔板总数的5～50％、优选20～40％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述的脱水塔一侧塔板上液-液分层器内装填填料，该填料包含填料A和B，其中填料A为改性后的超亲水金属填料，填料B为改性后超亲油金属填料，填料A装填在下层，填料B装填在上层，填料A和填料B装填高度比为1:8～4:1，优选1:4～2:1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，填料A是将金属填料放入强氧化性的溶液中进行处理12～18h，之后用水冲洗至中性得到，所述的强氧化性的溶液优选重铬酸钾硫酸溶液和/或高锰酸钾硫酸溶液。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述的填料B通过在填料A表面喷涂上表面改性剂和助剂，在200～300℃下加热30min～60min得到，其中，表面改性剂优选聚四氟乙烯乳液，助剂优选磺化聚酰亚胺乳液，其中聚四氟乙烯乳液和磺化聚酰亚胺乳液添加的质量比为1:1～20:1，优选5:1～10:1，表面改性剂和助剂的质量总和占填料A质量的0.001％～1％，优选0.01～0.1％。
9.根据权利要求1或4所述方法，其特征在于，所述的脱轻组分塔在压力80～300KPaA，优选100～200KPaA的条件下操作；理论塔板数为15～60，优选25～50；进料位置为第10～30块板，优选第15～25块板；回流比为2～50，优选5～25，萃取剂的加入位置和进料液的加入位置相同或高于进料液的加入位置，优选第2～20块理论板。
10.根据权利要求1或5所述方法，其特征在于，脱水塔在压力50～500KPaA，优选100～260KPaA的条件下操作；回流比为1～30，优选5～15。
11.根据权利要求1所述方法，其特征在于，脱醇塔在压力80～300KPaA，优选100～200KPaA的条件下操作；理论塔板数为15～55，优选20～40块板；进料位置为第5～35块板，优选第15～25块板；回流比为5～50，优选5～30。
12.根据权利要求1所述方法，其特征在于，工艺水塔在压力为50～200KPaA，优选80～160KPaA的条件下操作；理论塔板数5～30，优选10～25；进料位置为第2～20块板，优选第2～15块板；回流比为0.1～10，优选1～5。
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