CN108358756A - 一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑醇的提纯方法，该方法通过添加溶剂采用萃取精馏技术进行分离；所添加的溶剂为高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃；溶剂从精馏塔的中上区域加入，含有3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑醇和异戊醇的原料从精馏塔的中部区域加入；塔底液体通过一加热器将部分液体气化，得到的气体从塔底的气相进口返回塔内；塔顶的气体经一冷凝器全部冷凝成液体后送至塔顶回流罐，再通过回流泵将部分液体从塔顶的回流口送入塔内。精馏塔在减压条件下操作，塔顶得到3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑醇纯品，塔底为异戊醇和溶剂的混合物。该方法的优点是采用的溶剂在高温下较稳定，且从塔顶得到3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑醇产品有利于避免产品的自聚损失。
Description
发明领域
本发明属于精细化工减水剂中间体的分离领域，涉及一种通过添加溶剂以萃取精馏为手段将烯醇从烯醇与饱和醇混合物中分离出来并提纯的方法。
背景技术
3-甲基-3-丁烯-1-醇是一种减水剂中间体，其又可通过临氢异构化进一步合成异戊烯醇（3-甲基-2-丁烯-1-醇）。在临氢异构化时，除主要得到异戊烯醇外还会有部分3-甲基-3-丁烯-1-醇转化为异戊醇。为了获得较高的异戊烯醇收率，生产中需要将3-甲基-3-丁烯-1-醇与异戊醇进行分离。由于3-甲基-3-丁烯-1-醇与异戊醇的沸点十分接近，常规的分离手段都很难达到理想的分离效果，需要开发有效的分离方法。
分离烷烃与烯烃混合物的传统方法可用萃取精馏法，通常采用乙二醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺等强极性溶剂为萃取剂。该类溶剂与不饱和键相互作用力较强，在分离时更容易与烯烃相结合进入精馏塔底而从塔顶得到高纯度烷烃，已在丁二烯、异戊二烯等的分离领域获得了广泛的应用。由于烯烃随溶剂进入精馏塔底，塔底的温度又往往较高，对于易自聚的不饱和烃而言容易造成收率下降、设备堵塞等问题，当采用含氮或含硫的溶剂时还存在溶剂高温分解等不利因素。
对于含有易自聚烯烃的分离问题，一个合适的替***法是选择与饱和键相互作用较强的溶剂，使易自聚烯烃成为易挥发组分进入塔顶，但这类溶剂一般较难选择。本发明即从改进溶剂体系的角度出发，提出一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法。通过选择低极性的溶剂如高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃，使溶剂更易与不含碳碳双键的异戊醇相结合一起进入塔底，而含有碳碳双键的3-甲基-3-丁烯-1-醇快速从塔顶分离出。其次，结合减压操作进一步降低操作温度，有利于抑制3-甲基-3-丁烯-1-醇的自聚而提高产品收率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：该方法包括以下步骤：
3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯在一萃取精馏塔内进行，精馏塔在减压条件下操作；高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃在一定的温度下从精馏塔的中上区域加入，含有3-甲基-3-丁烯-1-醇和异戊醇的原料在一定的温度下从精馏塔的中部区域加入；塔底液体通过一加热器将部分液体气化，得到的气体从塔底的气相进口返回塔内；塔顶的气体经一冷凝器全部冷凝成液体后送至塔顶回流罐，再通过回流泵按一定的回流比将部分液体从塔顶的回流口送入塔内。回流罐内多余的液体即为3-甲基-3-丁烯-1-醇纯品从罐内排出送至产品罐，塔底加热后剩余的液体为异戊醇和溶剂的混合物从塔底排出后再进行后续分离。
进一步地，所述的精馏塔操作压力为-0.095~-0.07MPa。
进一步地，所述高沸点脂肪烷烃为正十二烷，脂肪醇为正辛醇或正壬醇，进料温度为75~100℃。
进一步地，所述溶剂中脂肪醇的质量分数为0~0.2，溶剂质量流量为原料质量流量的4~8倍。
进一步地，所述含有3-甲基-3-丁烯-1-醇和异戊醇的原料温度为常温。
进一步地，所述精馏塔的理论板数为45~75块。
进一步地，所述精馏塔塔顶操作的回流比为4~10:1。
进一步地，所述溶剂的进料板为第8~14块理论板。
进一步地，所述原料的进料板为第25~45块理论板。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃为溶剂，有利于和异戊醇相结合通过逐级操作进入精馏塔底，而从塔顶快速得到3-甲基-3-丁烯-1-醇纯品。
（2）本发明采用脂肪烷烃溶剂中加入脂肪醇，有利于增强分离体系与溶剂的互溶性，提高逐级操作的分离效率。
（3）本发明采用减压操作有利于降低分离体系的操作温度，减小3-甲基-3-丁烯-1-醇的自聚损失。
（4）本发明采用的溶剂体系热稳定性较高，有利于长期生产减小溶剂的分解损耗。
附图说明
图1是本发明的工艺流程简图；
图中，1-溶剂、2-溶剂加热器、3-溶剂进口、4-原料、5-原料进口、6-塔顶冷凝器、7-回流罐、8-回流泵、9-回流液进口、10-塔顶产品、11-产品罐、12-塔底加热器、13-气相进口、14-釜液泵、15-塔底产品。
具体实施方式
本发明提出的一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，包括以下步骤：
3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯在图1所示的一萃取精馏塔内进行，精馏塔在减压条件下操作；高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃溶剂1经过溶剂加热器2加热到一定温度后从精馏塔中上区域的溶剂进口3加入，含有3-甲基-3-丁烯-1-醇和异戊醇的原料4在一定温度下从精馏塔中部区域的原料进口5加入；塔底液体通过塔底加热器12将部分液体气化，得到的气体从塔底的气相进口13返回塔内；塔顶的气体经塔顶冷凝器6全部冷凝成液体后送至塔顶回流罐7，再通过回流泵8按一定的回流比将部分液体从塔顶的回流液进口9送入塔内。回流罐7内多余的液体即为塔顶产品10（高纯度3-甲基-3-丁烯-1-醇）从罐内排出送至产品罐11，塔底加热后剩余的液体为塔底产品15（异戊醇和溶剂的混合物）经釜液泵14排出后再进行后续分离。
进一步地，所述的精馏塔操作压力为-0.095~-0.07MPa。
进一步地，所述高沸点脂肪烷烃为正十二烷，脂肪醇为正辛醇或正壬醇，进料温度为75~100℃。
进一步地，所述溶剂中脂肪醇的质量分数为0~0.2，溶剂质量流量为原料质量流量的4~8倍。
进一步地，所述含有3-甲基-3-丁烯-1-醇和异戊醇的原料温度为常温。
进一步地，所述精馏塔的理论板数为45~75块。
进一步地，所述精馏塔塔顶操作的回流比为4~10:1。
进一步地，所述溶剂的进料板为第8~14块理论板。
进一步地，所述原料的进料板为第25~45块理论板。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述，实施例中原料均按30℃下流量为500kg/h的物料（含3-甲基-3-丁烯-1-醇75%，含异戊醇25%， wt%下同）为基准，但不应将本发明理解为仅适用于以下所述案例。
实施例1
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.075MPa，总理论板数为68，溶剂进口为第12块理论版，原料进口为第28块理论板。溶剂为纯正十二烷，溶剂流量为2500kg/h（为原料质量流量的5倍），溶剂进料温度为90℃。操作回流比为8。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为378kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇98.94%，含异戊醇0.98%，含溶剂0.08%）；得到的塔底产品流量为2622kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.04%，含异戊醇4.63%，含溶剂95.34%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.73%，异戊醇在塔底产品中的收率为97.04%。
实施例2
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.09MPa，总理论板数为50，溶剂进口为第8块理论版，原料进口为第25块理论板。溶剂中含正辛醇10%（其余为正十二烷），溶剂流量为2500kg/h（为原料质量流量的5倍），溶剂进料温度为80℃。操作回流比为5。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为376.5kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇99.29%，含异戊醇0.57%，含溶剂0.14%）；得到的塔底产品流量为2623.5kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.04%，含异戊醇4.68%，含溶剂95.27%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.69%，异戊醇在塔底产品中的收率为98.28%。
实施例3
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.085MPa，总理论板数为75，溶剂进口为第14块理论版，原料进口为第45块理论板。溶剂中含正辛醇15%（其余为正十二烷），溶剂流量为2000kg/h（为原料质量流量的4倍），溶剂进料温度为85℃。操作回流比为6。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为377kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇99.37%，含异戊醇0.59%，含溶剂0.04%）；得到的塔底产品流量为2123kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.02%，含异戊醇5.78%，含溶剂94.20%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.90%，异戊醇在塔底产品中的收率为98.22%。
实施例4
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.07MPa，总理论板数为60，溶剂进口为第10块理论版，原料进口为第30块理论板。溶剂中含正辛醇20%（其余为正十二烷），溶剂流量为4000kg/h（为原料质量流量的8倍），溶剂进料温度为95℃。操作回流比为10。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为377kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇98.98%，含异戊醇0.77%，含溶剂0.25%）；得到的塔底产品流量为4123kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.04%，含异戊醇2.96%，含溶剂96.99%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.51%，异戊醇在塔底产品中的收率为97.67%。
实施例5
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.08MPa，总理论板数为68，溶剂进口为第12块理论版，原料进口为第30块理论板。溶剂为纯正十二烷，溶剂流量为2500kg/h（为原料质量流量的5倍），溶剂进料温度为90℃。操作回流比为7。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为377kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇99.31%，含异戊醇0.63%，含溶剂0.07%）；得到的塔底产品流量为2623kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.02%，含异戊醇4.68%，含溶剂95.30%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.83%，异戊醇在塔底产品中的收率为98.11%。
实施例6
如附图1所示，萃取精馏塔塔顶压力为-0.094MPa，总理论板数为45，溶剂进口为第9块理论版，原料进口为第25块理论板。溶剂中含正辛醇5%（其余为正十二烷），溶剂流量为3000kg/h（为原料质量流量的6倍），溶剂进料温度为75℃。操作回流比为4。
稳定操作后获得的塔顶产品流量为377kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇99.07%，含异戊醇0.86%，含溶剂0.07%）；得到的塔底产品流量为3123kg/h（含3-甲基-3-丁烯-1-醇0.05%，含异戊醇3.90%，含溶剂96.05%）。
经计算3-甲基-3-丁烯-1-醇在塔顶产品中的收率为99.60%，异戊醇在塔底产品中的收率为97.41%。
Claims (9)
1.一种3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯在一萃取精馏塔内进行，精馏塔在减压条件下操作；高沸点的脂肪烷烃或含有脂肪醇的脂肪烷烃在一定的温度下从精馏塔的中上区域加入，含有3-甲基-3-丁烯-1-醇和异戊醇的原料在一定的温度下从精馏塔的中部区域加入；塔底液体通过一加热器将部分液体气化，得到的气体从塔底的气相进口返回塔内；塔顶的气体经一冷凝器全部冷凝成液体后送至塔顶回流罐，再通过回流泵按一定的回流比将部分液体从塔顶的回流口送入塔内；
回流罐内多余的液体即为3-甲基-3-丁烯-1-醇纯品从罐内排出送至产品罐，塔底加热后剩余的液体为异戊醇和溶剂的混合物从塔底排出后再进行后续分离。
2.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述的精馏塔操作压力为-0.095~-0.07MPa。
3.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述高沸点脂肪烷烃为正十二烷，脂肪醇为正辛醇或正壬醇，进料温度为75~100℃。
4.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述溶剂中脂肪醇的质量分数为0~0.2，溶剂质量流量为原料质量流量的4~8倍。
5.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述被分离的原料温度为常温。
6.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述精馏塔的理论板数为45~75块。
7.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述精馏塔塔顶操作的回流比为4~10:1。
8.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述溶剂的进料板为第8~14块理论板。
9.根据权利要求1所述的3-甲基-3-丁烯-1-醇的提纯方法，其特征在于，所述原料的进料板为第25~45块理论板。
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