CN111377802A - 一种仲丁醇的制备方法及*** - Google Patents

一种仲丁醇的制备方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种仲丁醇的制备方法,该方法包括,将水解反应后得到的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入多级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,分液罐的上层得到仲丁醇的油相;将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,塔底得到高纯度的产品仲丁醇。本发明中,将乙酸仲丁酯和仲丁醇进行了有效的分离,分离后得到的仲丁醇产量高达99.5%以上,仲丁醇的单程收率大幅度提高,从原来的50%提高至85%以上。

Description

一种仲丁醇的制备方法及***
技术领域
本发明涉及一种仲丁醇的制备方法及***,尤其涉及一种乙酸仲丁酯水解制备仲丁醇的方法及***。
背景技术
仲丁醇(SBA)又称第二丁醇、甲基乙基甲醇、另丁醇、2-丁醇,是一种无色透明的易燃液体,有类似葡萄酒的气味。SBA在工业上用作溶剂,与甲醇做共溶剂,可以作为提高汽油辛烷值的组分,还可用于生产增塑剂、选矿剂、除草剂、仲丁酯等,但最主要的应用是生产甲乙酮,约占总消耗量的90%。目前工业上比较成熟的方法有正丁烯间接水合法和正丁烯直接水合法。制备仲丁醇的传统工艺为硫酸间接水合法,该工艺过程包括酯化、水解、精馏和稀酸提浓4个工序。该工艺对原料正丁烯纯度要求不高,蒸汽裂解C4馏分及炼厂C4馏分均可为原料,反应条件缓和,工艺简单、成熟。缺点是需消耗大量的硫酸和烧碱,污染严重,反应选择性较低,正丁烯的单耗较高,生产成本高,设备腐蚀严重,需要使用耐酸材质等。直接水合法是在超临界的条件下,使用酸性阳离子交换树脂或杂多酸做催化剂,由正丁烯直接水合制得SBA。该工艺过程不消耗硫酸,无酸中和步骤,无设备腐蚀,无大量废水生成,SBA选择性高达99%。不足之处在于正丁烯单程转化率低,仅约6%,对原料要求比较严格,直接水合工艺使用的C4原料,若正丁烯含量大于90%,则可能在高转化率下直接水合为SBA,正丁烯含量较低的B-B级馏分若直接反应,会因其转化率低、循环率高而增加工程费用,因此应先进行萃取蒸馏或用分子筛分离,预提纯以达到最大限度的降低生产成本的目的。
中国发明专利201110268440.1中公开了一种仲丁醇的制备方法,该方法包括:在酯交换催化剂的存在下,将乙酸仲丁酯和低碳醇加到催化精馏塔中进行酯交换反应,从塔釜中收集仲丁醇,其中,所述低碳醇为C1-C3的醇。该发明所述的方法,工艺简单,对生产设备要求较低,原料易得,能耗低,从而降低了生产成本;而且,无需使用乙酸作原料,降低了设备腐蚀和环境污染。该方法中,通过添加过量的甲醇使乙酸仲丁酯反应较为完全,但是该方法中并未公开甲醇和醋酸甲酯、仲丁醇与乙酸仲丁酯的分离方法,同时,该反应时间较长,并不适合工业化生产。
中国发明专利201210125734.3中公开了一种醋酸仲丁酯催化水解生产仲丁醇的方法,该方法包括以下步骤:以醋酸仲丁酯为原料,进行固定床连续催化水解,催化剂采用市售的苯乙烯系列阳离子交换树脂催化剂,装填到串联列管式固定床连续的管内,所述的串联列管式固定床包含多个完全一样的列管式反应器,原料醋酸仲丁酯和水进入列管式反应器,在催化剂作用下连续催化水解反应生成仲丁醇粗品,再经精制制得高纯度仲丁醇。该方法克服了丁烯直接水合反应制取仲丁醇转化率低的缺点,转化率大于95%,开拓了醋酸仲丁酯的新用途,解决了产品积压问题。但是该方法中,并没有涉及乙酸仲丁酯与仲丁醇的分离,同时,对于产品仲丁醇的精制,仅仅只是将得到的仲丁醇和水的混合物静置分层进行分离。该方法中,由于该反应中,转化率为95%以上,并没有达到100%,因此,没有反应的乙酸仲丁酯会与水解反应得到的仲丁醇及未反应的多余的水形成三元共沸蒸至塔顶,同时,水在仲丁醇及乙酸仲丁酯中均有一定的溶解量,通过简单的静置分层并不能达到很好的分离效果,分离后的仲丁醇中含量一定量的乙酸仲丁酯和水,得到的仲丁醇纯度并不会很高,同时,由于仲丁醇在水中有一定的溶解度,30℃时在水中的溶解度为18%,如果通过静置分层进行分离,废水中将带走大量的仲丁醇,这样并不经济。
中国发明专利201210230912.9中公开了一种合成仲丁醇的方法,该方法包括以醋酸仲丁酯和甲醇为原料,通过酯交换生产仲丁醇,副产物为醋酸甲酯。该发明的醋酸仲丁酯的转化率可达50%-90%,仲丁醇的收率可达50%-90%,具有反应速率快、转化率高、选择性高、反应条件温和、对设备的腐蚀小等显著优点。但是该发明中并没有公开对反应产物分离的方法,反应的转化率和收率也偏低,反应后的产物成分复杂,分离较为困难。
中国发明专利201210349454.0中公开了一种利用阳离子交换树脂催化合成仲丁醇的方法,该方法包括以阳离子交换树脂为催化剂,乙酸仲丁酯和甲醇为原料合成仲丁醇。本发明采用的阳离子交换树脂催化活性高,选择性好,转化率可达35%-50%,阳离子交换树脂对设备腐蚀小,容易回收重复使用,使用寿命长。该发明中也没有公开反应后产物的分离方法。
中国发明专利201210349731.8中公开一种酯交换法合成仲丁醇的催化精馏工艺,以醋酸仲丁酯和甲醇为原料,其特征在于工艺按如下步骤进行:1)醋酸仲丁酯和甲醇分别从反应段的上部和下部泵入催化精馏塔,醋酸仲丁酯和甲醇在催化精馏塔中部的反应段内逆流向接触传热传质,在反应段催化剂作用下进行酯交换反应,反应后轻组分醋酸甲酯和甲醇经精馏段提浓后从塔顶蒸出后冷凝,一部分冷凝液回流至催化精馏塔,另一部分冷凝液泵至甲酯精馏塔提浓,催化精馏塔塔釜产物为仲丁醇、甲醇及少量的醋酸仲丁酯,经泵采出后进入甲醇精馏塔;2)催化精馏塔塔顶采出的醋酸甲酯与甲醇混合液进入甲酯精馏塔中部,经分离后塔顶的醋酸甲酯与甲醇共沸物经冷凝器冷凝一部分回流至甲酯精馏塔塔顶部,另一部分采出;塔底高浓度的甲醇返回催化精馏塔反应段下部作为部分原料循环套用;3)催化精馏塔塔釜采出液由中部进入甲醇精馏塔进行分离,轻组分甲醇在塔顶经冷凝器冷凝,一部分回流至甲醇精馏塔塔顶,另一部分采出返回催化精馏塔反应段下部作为部分原料循环套用,塔釜釜液仲丁醇和少量的醋酸仲丁酯经泵至仲丁醇精制塔提纯;4)甲醇精馏塔塔釜采出的仲丁醇及少量的醋酸仲丁酯经泵加压后由中部进入仲丁醇精制塔,塔顶高纯度的仲丁醇蒸汽经冷凝器冷凝后,一部分回流至仲丁醇精制塔塔顶,另一部分采出得到仲丁醇产品;极少量的醋酸仲丁酯和仲丁醇混合液由塔釜采出。该发明的显著优点在于:以阳离子交换树脂为催化剂,结合催化精馏技术实现连续化合成仲丁醇,简化了工艺流程,降低了生产能耗和物耗,提高酯交换反应转化率。具体为:(1)醋酸仲丁酯与甲醇催化合成仲丁醇及物质分离在催化精馏塔中同时进行,分离过程与反应过程相互促进,有效提高反应转化率和收率,同时反应热得以充分利用降低了精馏能耗;(2)采用催化精馏可以实现大规模的连续化生产,产品质量稳定;(3)在连续催化精馏塔中,反应只在反应段中进行,反应段中物料的停留时间小,潜在副产品反应少,产品质量好;(4)采用碱性催化剂的反应精馏过程,需要在反应过程中加入大量的甲醇以避免催化剂析出影响反应精馏过程正常操作。而连续催化精馏工艺采用阳离子交换树脂为催化剂,催设备腐蚀性小,且催化剂装填采用捆扎包形式,不易磨损和破碎,催化剂寿命长,无需通过蒸发等方式回收,工艺简单。该发明中,甲酯精馏塔分离得到的塔顶产物为甲醇和醋酸甲酯的混合物,并没有得到完全分离,而仲丁醇精制塔中,由于仲丁醇和醋酸仲丁酯能够形成共沸物,共沸物的沸点为99.6℃,而仲丁醇的沸点为99.5℃,所以,在该塔内,仲丁醇和醋酸仲丁酯并不能很好的分开,基本得不到100%纯度的仲丁醇。
中国发明专利201210278743.6中公开了一种合成仲丁醇的装置,所述装置包括反应精馏塔、醋酸甲酯精馏塔、蒸发器、甲醇精馏塔、仲丁醇精制塔、若干冷凝器和若干用于连接的管道。该发明还提供了采用该装置合成仲丁酯的方法。采用该发明提供的装置合成仲丁醇的方法,为连续反应精馏法,能有效提高反应转化率、降低生产能耗,具有选择性高、腐蚀性小、产品易分离提纯的优点,可实现连续化生产、保证产品质量稳定。该发明中,流程较长,得到的醋酸甲酯产品为粗酯产品,质量分数在82%左右,纯度低,而仲丁醇精制塔中,由于仲丁醇和醋酸仲丁酯能够形成共沸物,共沸物的沸点为99.6℃,而仲丁醇的沸点为99.5℃,所以,在该塔内,仲丁醇和醋酸仲丁酯并不能很好的分开,基本得不到高纯度的仲丁醇。
中国发明专利201510725722.8公开了一种制备仲丁醇的方法,该方法包括:(1)将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸仲丁酯的混合物;(2)反应后的混合物送入脱酸塔的下部,经分离后的乙酸落入塔底;(3)乙酸仲丁酯与仲丁醇的混合物送入仲丁醇精制塔中,同时加入共沸剂水,水、乙酸仲丁酯和部分仲丁醇的共沸物蒸至塔顶,经冷凝后循环回反应***,大部分的仲丁醇则落入塔底,从塔底采出得到产品仲丁醇。该方法中虽然分离步骤较为简单,但是由于乙酸仲丁酯、仲丁醇与水能够形成三元共沸物,而从反应***过来的物料中含有的乙酸仲丁酯含量较高,导致脱酸塔塔顶出来的混合物分离后的油相中乙酸仲丁酯含量较高,进入精制塔之后,乙酸仲丁酯、仲丁醇与水共沸导致大量的仲丁醇从塔顶蒸出,从而导致塔底得到的仲丁醇较少,仲丁醇产量较低,同时,大量的仲丁醇不能得到有效分离,进入反应***或脱酸塔进行循环利用导致整个仲丁醇装置的循环量较大,从而大幅度的增加了能耗,如何在不增加装置能耗,在不引入其他杂质的基础上,将乙酸仲丁酯和仲丁醇进行有效的分离,是目前使用乙酸仲丁酯水解制备仲丁醇装置需要解决的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供了一种仲丁醇的制备方法,该方法包括:
(1)将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,在水解条件下经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物;
(2)将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,优选地,将塔顶得到的油相进行全回流,更优选为不定时的杂质排放,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底;
(3)将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,优选地,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,优选地,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用;
(4)从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入多级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,多级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,优选地,多级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,优选地,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回多级萃取塔进行回收利用;
(5)将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水(加入水的量至少使物料中的乙酸仲丁酯通过共沸蒸至塔顶),塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,优选地,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
本发明中,水解反应器、共沸精馏塔、乙酸仲丁酯回收塔、多级萃取塔、仲丁醇精制塔均设置有进水管线,所需要加入的水均优选为除盐水。共沸剂精馏塔、仲丁醇精制塔、乙酸仲丁酯回收塔的进水管线均设置在塔的中上部,也可以设置在各塔的进料管线上,还可以设置在每个塔的塔顶回流管线上,或者直接设置在塔顶的回流罐的下部。
本发明中,仲丁醇共沸精馏塔塔顶得到的乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物经过冷凝分层后的水相优选返回水解反应器进行循环利用,也可以返回仲丁醇共沸精馏塔进行循环利用,或者一部分返回水解反应器,一部分返回仲丁醇共沸精馏塔进行循环利用。返回水解反应器的水相可以直接通过水解反应器的乙酸仲丁酯进料管线,也可以通过水解反应器的进水管线返回,返回仲丁醇共沸精馏塔的水相,可以通过中上部进水管线,也可以通过塔顶回流管线,或者是塔中部进料管线返回。
本发明中,通过研究发现,温度越低,仲丁醇在水中的溶解度越高,乙酸仲丁酯在水中的溶解度越低,而温度越高,仲丁醇在水中的溶解度越低,乙酸仲丁酯在水中的溶解度越高。仲丁醇在水中的溶解度随着温度的升高而降低,随着温度的降低而升高,乙酸仲丁酯在水中的溶解度恰好与仲丁醇的相反。常温(20℃)条件下,乙酸仲丁酯在水中的溶解度为0.62%,仲丁醇在水中的溶解度为12.5%,当温度降低至10℃以下,甚至是5℃以下时,乙酸仲丁酯在水中的溶解度为0.21%,仲丁醇在水中的溶解度升高为29.2%。当温度达到70℃时,仲丁醇在水中的溶解度为6.5%。
本发明中,将所述的从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至5-10℃后再送入多级萃取塔。将进入多级萃取塔的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物进行提前冷却,能够更好的在萃取塔中与冷冻水进行多级萃取,保证仲丁醇与乙酸仲丁酯能够更好的分离。
本发明中,冷冻水的温度为1-5℃,优选为2-5℃,更优选为3-5℃,进一步优选为3-4℃。为了保证冷冻水的萃取效果,需要控制冷冻水量。本发明中,控制冷冻水与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1.0-5.0:1,优选为1.0-4.5:1,更优选为1.0-4.0:1,更优选为1.0-3.5:1,更优选为1.0-3.0:1,更优选为1.0-2.5:1,更优选为1.0-2.0:1,更优选为1.2-1.8:1,进一步优选为1.4-1.6:1。
本发明中,所述的多级萃取塔为逆流萃取塔,逆流萃取的效果较顺流萃取的效果好。萃取塔的萃取级数设置为3-10级,优选为3-9级,优选为3-8级,优选为3-7级,更优选为4-7级,进一步优选为4-6级。
本发明中,为了达到一定的分离精度,所述的仲丁醇共沸精馏塔理论塔板数设置为40-60块,优选为40-55块,更优选为40-50块,进一步优选为45-50块。因为采用了多级萃取后的物料进行分离,多级萃取后塔底物料中仲丁醇的含量大幅度提升,乙酸仲丁酯的含量大幅度降低,更加有利于仲丁醇的分离,因此,整个分离***的循环量大幅度降低,从而大大降低了整个分离***的能耗,节约了成本。同时,在没有设置多级萃取塔之前,仲丁醇共沸精馏塔采出的含有的乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的物料送入仲丁醇精制塔时,对该物料的浓度有限制,必须大于55%以上的含量,才能送入仲丁醇精制塔,仲丁醇精制塔塔底才会有产品仲丁醇采出,如果低于该浓度,仲丁醇会因为共沸全部蒸至塔顶,塔底将基本没有产品采出,物料在仲丁醇精制塔中得不到有效分离。现加入多级萃取塔,送入多级萃取的物料浓度没有特殊的要求,因此,降低了对仲丁醇共沸精馏塔的分离要求,该塔的理论塔板数可以较原操作条件降低10块左右的理论塔板数。同时,塔顶侧线采出的乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物料中不需要再提高仲丁醇的含量到一定的程度,该塔可以进行全回流,降低了对该塔的操作要求。因为***中有C8烃类的富集,可以优选在该塔塔顶的回流罐进行不定时的杂质排放以减少塔内的C8烃。
本发明中,乙酸仲丁酯(SBAC)、仲丁醇(SBA)和水(H2O)能够形成三元共沸,三者的共沸比例为SBAC:SBA:H2O=32:45:23,共沸温度为86.0℃,而仲丁醇与水能够形成二元共沸,共沸物的组成为水32%,仲丁醇68%,共沸温度为88.5℃。因此,本***中,需要控制进入精制塔中乙酸仲丁酯(SBAC)、仲丁醇(SBA)和水(H2O)的混合物中的乙酸仲丁酯和水的量,混合物中乙酸仲丁酯的量越低,越有利于仲丁醇的分离,分离得到的仲丁醇的量越高,因此,本***中,水的量最少是使进入精制塔中的乙酸仲丁酯(SBAC)、仲丁醇(SBA)和水(H2O)的混合物中的乙酸仲丁酯全部从塔顶共沸蒸出的水的量。
本发明中,为了能够更好的将仲丁醇从水溶液中分离出来,从多级萃取塔塔底出来的含有仲丁醇的水相在送入分液罐之前,可以进行多级换热,可以将该物料与仲丁醇共沸精馏塔塔顶的物料进行换热后,再与仲丁醇共沸精馏塔塔底的物料进行换热,还可以跟仲丁醇精制塔塔顶物料进行换热,再与仲丁醇精制塔塔底物料进行换热,还可以直接与蒸汽换热后送入分液罐。分液罐可以设置加热盘管,以便控制分液罐的温度,使仲丁醇从水溶液中更好的分离出来。控制所述的分液罐的温度为40℃-90℃,优选为50℃-90℃,更优选为60℃-90℃,更优选为70℃-90℃,进一步优选为70℃-80℃。
本发明中,所述步骤(1)的水解条件包括:水解反应器的温度为75-150℃,优选为80-130℃,更优选为85-125℃,进一步优选为90-120℃;反应压力为0.6-1.5MPa,优选为0.8-1.3MPa,更优选为0.8-1.25MPa,进一步优选为0.8-1.2MPa。
步骤(1)中,水酯摩尔比为1.05-8:1,优选为1.2-4:1,进一步优选为1.2-2:1。
步骤(3)中,乙酸仲丁酯回收塔中,仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物进料中乙酸仲丁酯的含量与共沸剂水的加水量的摩尔比为2-8:1,优选3-5:1,更优选4:1。
步骤(5)中,在仲丁醇精制塔中,加入水的量为使分液罐上层得到仲丁醇的油相中乙酸仲丁酯全部从塔顶共沸蒸出所需的水的量。
本发明中,所述的仲丁醇共沸精馏塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃-100℃,优选为82℃-98℃,进一步优选为85℃-92℃。
所述的仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度80℃-100℃,优选为82℃-95℃,进一步优选为85-90℃,油相回流比为0.5-10:1,优选为1-4:1,进一步优选为1.2-2:1。
所述的乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃-95℃,优选为82℃-95℃,更优选为82℃-90℃,塔底温度为115℃-120℃,优选为116℃-119℃,更优选为117-118℃,塔顶回流比为1-2:1,1.3-1.7:1,进一步优选为1.5:1。
本发明中,所述的多级萃取塔操作压力为常压,操作温度为1℃-30℃,优选为1℃-20℃,更优选为1℃-10℃,进一步优选为5℃-10℃。
本发明还提供了一种仲丁醇的制备***,该***包括:水解反应器、仲丁醇共沸精馏塔、乙酸仲丁酯回收塔、多级萃取塔、仲丁醇精制塔、分液罐,其中,水解反应器具有乙酸仲丁酯进料管线、水进料管线,反应器的出口通过管道连接仲丁醇共沸精馏塔进料口,仲丁醇共沸精馏塔的塔顶连接有乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物的出料管线,塔底出口通过管道连接乙酸仲丁酯回收塔的进料口,乙酸仲丁酯回收塔塔顶连接有乙酸仲丁酯和水的混合物的出料管线,塔底连接有乙酸的出料管线,仲丁醇共沸精馏塔的上部设置有侧线抽出口,上部侧线抽出口连接通过管道连接多级萃取塔的下部进料口,多级萃取塔上部连接有冷冻水进料管线,顶部连接有乙酸仲丁酯油相的出料管线,底部出口通过管道连接分液罐的进料口,分液罐上部设有仲丁醇油相的出料管线,该出料管线连接仲丁醇精制塔的进料口,仲丁醇精制塔顶部设置有加水管线,塔顶设置有乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物的出料管线,塔底设置有产品仲丁醇的出料管线。
其中,仲丁醇共沸精馏塔、乙酸仲丁酯回收塔、仲丁醇精制塔各种包括塔顶冷凝器和回流罐及塔底再沸器,乙酸仲丁酯回收塔和多级萃取塔具有水进料管线。
本发明中,进一步地,共沸精馏塔塔顶回流罐罐底还含有出水管线,该出水管线连接反应器进料管线。本发明中,乙酸仲丁酯回收塔塔顶回流罐底部连接有出料管线,该管线连接反应器进料管线。所述的仲丁醇精制塔塔顶回流罐上部连接有出料管线,该管线连接反应器进料管线。
进一步地,分液罐的下部或底部通过水相出口管线连接至多级萃取塔。
本发明中,采用多级萃取塔对共沸精馏塔上部侧线抽出的物料进行分离后再送入仲丁醇精制塔,在不引入其他杂质的基础上,将乙酸仲丁酯和仲丁醇进行了有效的分离,分离后得到的仲丁醇产量高,大幅度的降低了装置的循环量,降低了装置的能耗,同时,还降低了仲丁醇共沸精馏塔的操作难度,降低了对侧线抽出物料中仲丁醇含量的要求,***操作更加简单稳定。仲丁醇精制塔塔底分离后的仲丁醇产品纯度高达99.5%以上,仲丁醇的单程收率大幅度提高,从原来的50%提高至85%以上,乙酸仲丁酯回收塔塔底得到的乙酸纯度也较高,纯度在99.5%以上,并且不含仲丁醇,返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用时不会对反应的催化剂造成影响。
附图说明
图1为本发明装置示意图。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步说明本发明。然而,本发明不受以下实施例限制,在不偏离本发明主旨的范围内,可以对本发明做出各种变化,这些变化仍然包括在本发明的范围内。
如图1所示,仲丁醇制备的***包括:物料混合器3、反应器5、仲丁醇共沸精馏塔7、乙酸仲丁酯回收塔16、多级萃取塔25及仲丁醇精制塔31,其中,物料混合器3前面具有乙酸仲丁酯进料管线1、水进料管线2,物料混合器与反应器5通过管线4连接,反应器5具有出料管线6连接仲丁醇共沸精馏塔7中部进料管线,仲丁醇共沸精馏塔7塔顶连接有乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物的出料管线,塔底连接有乙酸与乙酸仲丁酯的出料管线14,出料管线14与乙酸仲丁酯回收塔16的中部进料管线连接,乙酸仲丁酯回收塔16塔顶连接有乙酸仲丁酯与水的出料管线,塔底连接有乙酸的出料管线23,仲丁醇共沸精馏塔7的上部侧线连接有乙酸仲丁酯、水与仲丁醇的混合物料的出料管线15,出料管线15与多级萃取塔25的下部进料口连接,多级萃取塔25上部连接有乙酸仲丁酯油相的出料管线26与水解反应器5的乙酸仲丁酯进料管线1或水进料管线2连接,多级萃取塔25塔底连接有仲丁醇水相出料管线27,出料管线27连接分液罐28的顶部进料口,分液罐28的上部连接有仲丁醇油相的出料管线30,分液罐28的下部或底部通过水相出口管线29返回至多级萃取塔25,出料管线30连接仲丁醇精制塔31的进料口,仲丁醇精制塔31的塔顶连接有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物的出料管线,塔底连接有仲丁醇产品的出料管线38。
其中,仲丁醇共沸精馏塔7、乙酸仲丁酯回收塔16、仲丁醇精制塔31各自包括塔顶冷凝器(8、17、32)和回流罐(9、18、33)以及塔底再沸器(13、22、37),回流罐9、18、33分别有返回仲丁醇共沸精馏塔7、乙酸仲丁酯回收塔16、仲丁醇精制塔31的回流管道10、19、36,乙酸仲丁酯回收塔16、多级萃取塔25还包含有水进料管线21、24。
所述仲丁醇共沸精馏塔7塔顶回流罐9底部还连接有水相出料管线12,出料管线12与反应器进料管线2相连,回流罐9的上部还连接有杂质排放管线11。
所述乙酸仲丁酯回收塔16塔顶回流罐18底部还连接有水相出料管线20,出料管线20与反应器进料管线2相连。
所述仲丁醇精制塔31塔顶回流罐33的上部连接有乙酸仲丁酯的油相出料管线35,出料管线35与反应器进料管线1或2相连,塔顶回流罐33的塔上部还连接有乙酸仲丁酯的油相出料管线34直接与塔上部回流口进行连接。
实施例1
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度100℃,反应压力为1.0MPa,水酯摩尔比为2:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为50块,塔顶压力为常压,塔顶温度为85℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为90℃,塔底温度为115℃,塔顶回流比为2:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为4:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至10℃之后送入四级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为2℃,四级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为8℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为2:1,四级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,四级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为70℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回四级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度100℃,油相回流比为0.5:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.68%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.56%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为87.5%。
实施例2
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度150℃,反应压力为1.5MPa,水酯摩尔比为8:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为60块,塔顶压力为常压,塔顶温度为100℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为95℃,塔底温度为120℃,塔顶回流比为1.8:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为8:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入八级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为3℃,八级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为20℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为3:1,八级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,八级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为80℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回八级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度90℃,油相回流比为5:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.78%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.72%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为86.5%。
实施例3
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度75℃,反应压力为0.6MPa,水酯摩尔比为1.05:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为40块,塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃,塔底温度为116℃,塔顶回流比为1:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为2:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入十级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为1℃,十级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为30℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为5:1,十级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,十级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为75℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回四级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度89℃,油相回流比为4:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.72%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.62%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为85.6%。
实施例4
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度85℃,反应压力为0.8MPa,水酯摩尔比为1.2:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为45块,塔顶压力为常压,塔顶温度为82℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为82℃,塔底温度为117℃,塔顶回流比为1.2:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为7:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至9℃之后送入五级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为5℃,五级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为6℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1.4:1,五级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,五级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为40℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回五级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度88℃,油相回流比为1.2:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.85%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.73%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为88.2%。
实施例5
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度90℃,反应压力为1.2MPa,水酯摩尔比为3:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为55块,塔顶压力为常压,塔顶温度为88℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为85℃,塔底温度为117.5℃,塔顶回流比为1.3:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为3:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至8℃之后送入三级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为4℃,三级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为5℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1.2:1,三级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,三级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为50℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回三级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度80℃,油相回流比为10:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.59%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.64%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为86.7%。
实施例6
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度110℃,反应压力为1.25MPa,水酯摩尔比为4:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为46块,塔顶压力为常压,塔顶温度为90℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为88℃,塔底温度为118℃,塔顶回流比为1.7:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为6:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至7℃之后送入六级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为3℃,六级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为5℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1:1,六级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,六级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为60℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回六级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度82℃,油相回流比为2:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.68%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.56%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为87.5%。
实施例7
将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,水解条件为:温度120℃,反应压力为1.3MPa,水酯摩尔比为6:1,经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物,将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,仲丁醇共沸精馏塔的操作条件为:仲丁醇共沸精馏塔的理论塔板数为48块,塔顶压力为常压,塔顶温度为89℃,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,将塔顶得到的油相进行全回流,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底,将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为92℃,塔底温度为119℃,塔顶回流比为1.5:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为5:1,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用,从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入七级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,冷冻水的温度为3℃,七级萃取塔的操作条件为:塔顶压力为常压,温度为10℃,冷冻水的加入量与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出的含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1.6:1,七级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,七级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,控制分液罐的温度为90℃,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回七级萃取塔进行回收利用,将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度85℃,油相回流比为1:1,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
取仲丁醇精制塔塔底物料、乙酸仲丁酯精制塔塔底物料进行分析,仲丁醇精制塔塔底物料仲丁醇产品的纯度为99.65%,乙酸仲丁酯精制塔塔底物料乙酸的纯度为99.68%,经过计算得出,仲丁醇的单程收率为88.6%。

Claims (10)

1.一种仲丁醇的制备方法,该方法包括,(1)将乙酸仲丁酯与水混合后送入水解反应器,在水解条件下经过水解反应得到仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物;
(2)将反应后得到的仲丁醇、水、乙酸和乙酸仲丁酯的混合物送入仲丁醇共沸精馏塔进行分离,乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物从塔顶蒸出,经冷凝分层后的油相进行回流,优选地,将塔顶得到的油相进行全回流,更优选为不定时的杂质排放,乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物则落入塔底;
(3)将仲丁醇共沸精馏塔塔底乙酸和部分乙酸仲丁酯的混合物抽出送入乙酸仲丁酯回收塔,加入共沸剂水进行共沸精馏,塔顶得到乙酸仲丁酯和水的混合物,优选地,将塔顶得到的部分乙酸仲丁酯和水的混合物返回水解反应器进行反应,塔底得到高纯度的乙酸,优选地,将塔底得到的高纯度的乙酸返回乙酸仲丁酯制备装置的加成反应器进行回收利用;
(4)从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料送入多级萃取塔,并加入萃取剂冷冻水,多级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相,优选地,多级萃取塔塔顶得到乙酸仲丁酯的油相返回水解反应器进行反应,塔底得到含有仲丁醇的水相,将塔底水相抽出后送入分液罐,分液罐的上层得到仲丁醇的油相,下层得到含有少量仲丁醇的水相,优选地,分液罐下层得到含有少量仲丁醇的水相返回多级萃取塔进行回收利用;
(5)将分液罐上层得到仲丁醇的油相送入仲丁醇精制塔进行精制,加入共沸剂水,塔顶得到乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物,经冷凝分层后油相一部分进行回流,优选地,另一部分油相返回水解反应器进行反应,水相优选返回仲丁醇精制塔进行循环利用,仲丁醇精制塔塔底得到高纯度的产品仲丁醇。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述的从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料冷却至5-10℃后再送入多级萃取塔。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的萃取剂冷冻水的温度为1-5℃,冷冻水与从仲丁醇共沸精馏塔上部侧线抽出含有仲丁醇、乙酸仲丁酯和水的混合物料的质量比为1.0-5.0:1,优选为1.0-4.0:1,更优选为1.0-3.0:1,更优选为1.0-2.0:1,更优选为1.2-1.8:1,进一步优选为1.4-1.6:1。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的多级萃取塔为逆流萃取塔,萃取塔的萃取级数设置为3-10级,优选为3-9级,优选为3-8级,更优选为4-7级,进一步优选为4-6级。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的仲丁醇共沸精馏塔理论塔板数设置为40-60块,优选为40-55块,更优选为40-50块,进一步优选为45-50块。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,控制所述的分液罐的温度为40℃-90℃,优选为50℃-90℃,更优选为60℃-90℃,进一步优选为70℃-90℃。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的水解反应器的温度为75-150℃,优选为80-130℃,更优选为85-125℃,进一步优选为90-120℃;反应压力为0.6-1.5MPa,优选为0.8-1.3MPa,更优选为0.8-1.25MPa,进一步优选为0.8-1.2MPa,水酯摩尔比为1.05-8:1,优选为1.2-4:1,进一步优选为1.2-2:1。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的仲丁醇共沸精馏塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃-100℃,优选为82℃-98℃,进一步优选为85℃-92℃;所述的仲丁醇精制塔的塔顶压力为常压,塔顶温度80℃-100℃,优选为82℃-95℃,进一步优选为85-90℃,油相回流比为0.5-10:1,优选为1-4:1,进一步优选为1.2-2:1;所述的乙酸仲丁酯回收塔的塔顶压力为常压,塔顶温度为80℃-95℃,优选为82℃-95℃,更优选为82℃-90℃,塔底温度为115℃-120℃,优选为116℃-119℃,更优选为117-118℃,塔顶回流比为1-2:1,1.3-1.7:1,进一步优选为1.5:1,进料中乙酸仲丁酯的含量与加水量的摩尔比为2-8:1,优选3-5:1,更优选4:1。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的多级萃取塔操作压力为常压,操作温度为1℃-30℃,优选为1℃-20℃,更优选为1℃-10℃,进一步优选为5℃-10℃。
10.一种仲丁醇的制备***,该***包括:水解反应器、仲丁醇共沸精馏塔、乙酸仲丁酯回收塔、多级萃取塔、仲丁醇精制塔、分液罐,其中,水解反应器具有乙酸仲丁酯、水进料管线,反应器的出口通过管道连接仲丁醇共沸精馏塔进料口,仲丁醇共沸精馏塔的塔顶连接有乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物的出料管线,塔底出口通过管道连接乙酸仲丁酯回收塔的进料口,乙酸仲丁酯回收塔塔顶连接有乙酸仲丁酯和水的混合物的出料管线,塔底连接有乙酸的出料管线,仲丁醇共沸精馏塔的上部设置有侧线抽出口,上部侧线抽出口连接通过管道连接多级萃取塔的下部进料口,多级萃取塔上部连接有冷冻水进料管线,顶部连接有乙酸仲丁酯油相的出料管线,底部出口通过管道连接分液罐的进料口,分液罐上部设有仲丁醇油相的出料管线,该出料管线通过管道连接仲丁醇精制塔的进料口,仲丁醇精制塔顶部设置有加水管线,塔顶设置有乙酸仲丁酯、仲丁醇和水的混合物的出料管线,塔底设置有产品仲丁醇的出料管线。
其中,仲丁醇共沸精馏塔、乙酸仲丁酯回收塔、仲丁醇精制塔各种包括塔顶冷凝器和回流罐及塔底再沸器,乙酸仲丁酯回收塔和多级萃取塔具有水进料管线。
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