CN1242965C - 制造异丁烯及甲醇的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造异丁烯及甲醇的方法，包括：第一步骤：在固态酸性催化剂存在下使甲基叔丁基醚进行分解反应，得到一反应液体；第二步骤：用水冲洗第一步骤所得的反应液体，使反应液体分离成油相层与水相层；第三步骤：利用蒸馏塔蒸馏油相层，从蒸馏塔顶部得到含异丁烯与二烷基醚的馏份，从蒸馏塔底部获得含甲基叔丁基醚及重组份的馏份，及从蒸馏塔侧盘上获得含甲基叔丁基醚的馏份，及将蒸馏塔侧盘上所得的馏份回到第一步骤；及第四步骤：利用蒸馏塔蒸馏第二步骤所得的水相层，从蒸馏塔顶部得到含甲醇的馏份，及从蒸馏塔底部得到含水的馏份。

Description

制造异丁烯及甲醇的方法
技术领域
本发明是关于一种制造异丁烯及甲醇的方法。更定言之，本发明是关于一种制造异丁烯及甲醇的方法，其中将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，再将异丁烯与甲醇分离，接着个别回收，由此抑制做为原料的甲基叔丁基醚的损失，达到非常经济地获得异丁烯及甲醇的效用。
背景技术
已知利用将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，并将异丁烯与甲醇个别分离出来的方式回收异丁烯与甲醇的方法(例如JP 47-04188B)。然而，根据该方法，将在第一步骤为一副产物的重组份，例如异丁烯二聚物及三聚物等浓缩，结果，甲基叔丁基醚分解催化剂的活性明显降低。
另一方面，当取出一部份重组份以避免这些重组份过浓时，原料甲基叔丁基醚会与这些重组份在一起，造成经济效益上的缺陷。
发明内容
本发明目的在于提供一种制造异丁烯及甲醇的方法，其包括将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，再将异丁烯与甲醇分离，接着个别回收，因此抑制做为原料的甲基叔丁基醚的损失，达到非常经济地获得异丁烯及甲醇的效用。
本发明是关于一种制造异丁烯及甲醇的方法，其包括将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，并将异丁烯与甲醇分离，接着个别回收，其中该方法包括下列步骤：
第一步骤：在固态酸性催化剂存在下使甲基叔丁基醚进行分解反应，得到含异丁烯、甲醇及副产物二烷基醚与含异丁烯二聚物及异丁烯三聚物的重组份的反应液体；
第二步骤：用水冲洗第一步骤所得的反应液体，使反应液体分离成油相层与水相层；
第三步骤：利用蒸馏塔蒸馏第二步骤所得的油相层，从蒸馏塔顶部得到含异丁烯与二烷基醚的馏份，从蒸馏塔底部获得含甲基叔丁基醚及重组份的馏份，及从蒸馏塔侧盘上获得含甲基叔丁基醚的馏份，及将蒸馏塔侧盘上所得的馏份回到第一步骤；及
第四步骤：利用蒸馏塔蒸馏第二步骤所得的水相层，从蒸馏塔顶部得到含甲醇的馏份，及从蒸馏塔底部得到含水的馏份。
附图说明
图1为根据本发明的制造方法流程图。
附图标记说明：
1：第一步骤
2：第二步骤
3：第三步骤
4：第四步骤
5：甲基叔丁基醚(分解的原料)
6：甲醇(目的产物)
7：异丁烯(目的产物)
8： 蒸馏塔侧盘上的馏份(回流循环)
9： 冲洗水
10：油相层
11：水相层
12：废水
13：含甲基叔丁基醚及重组份的馏份
具体实施方式
本发明的第一步骤为一种在固态酸性催化剂的存在下使甲基叔丁基醚进行分解反应，获得异丁烯，甲醇与副产物二烷基醚与含异丁烯二聚物及异丁烯三聚物的重组份。第一步骤的条件及特定实例包括下列所示：
在第一步骤里，固态酸性催化剂，例如通常使用经氧化铝改质的氧化硅。
第一步骤通常使用固定床的气相反应，反应温度通常为150-300℃，而反应压力通常为常压到10kg/cm2G。原料的进料速度视反应温度、反应压力、所要的甲基叔丁基醚转化率等而定，通常以每小时液态空间速度计算，为3-20(h-1)。反应气体在热回收设备中冷却后成为液体。
在本发明的第二步骤里，用水冲洗第一步骤的反应液体，然后分离成油相层与水相层。第二步骤的条件与特定实例包括下列所示：
在第二步骤里，任何种类的萃取塔，例如筛盘式萃取塔及旋转式萃取塔都可以使用。操作压力通常为6-8kg/cm2G，因为可控制在液相。冲洗水/油的重量比为大约0.4-0.8，更佳为0.4-0.6。此外，第四步骤里从蒸馏塔底部取出的水一部份或全部可回收作为冲洗水。
在第三步骤里，将第二步骤所得的油相层分解，从蒸馏塔顶部获得含异丁烯与二烷基醚的馏份，从蒸馏塔底部获得含甲基叔丁基醚与重组份的馏份，及从蒸馏塔侧盘上获得含甲基叔丁基醚的馏份，其中从蒸馏塔侧盘上获得的馏份回到第一步骤。第三步骤的条件与特定实例包括下列所示：
在第三步骤里，可以使用一般的蒸馏塔，例如筛盘式蒸馏塔，阀盘式蒸馏塔或填充塔。操作压力足以利用一般使用的压力(通常为4-6kg/cm2G)的冷却水使塔顶馏出物冷凝。
将蒸馏塔侧盘馏份液体从盘上取出，其中不包含蒸馏塔顶部的馏出物馏份而重组份含量非常小，即在理想盘数从塔底算起第2盘到第5盘，而侧盘馏出次数视甲基叔丁基醚的转化率而定，通常使蒸馏塔底部馏份中的甲基叔丁基醚浓度变成大约20重量％-大约60重量％。
在本发明的第四步骤里，将第二步骤里所得的水相层蒸馏，从蒸馏塔顶部得到甲醇馏份及从蒸馏塔底部获得含水的馏份。
第四步骤的条件及特定实例如包括下列所示：
第四步骤可以使用一般的蒸馏塔，例如筛盘式蒸馏塔，阀盘式蒸馏塔或填充塔。
操作压力通常为大气压到0.3kg/cm2G。
本发明方法的最重要特征在于第三步骤里从蒸馏塔侧盘获得含甲基叔丁基醚的馏份，并且将侧盘所得的馏份回流到第一步骤。
由本发明的方法，可以减少从蒸馏塔底部损失的甲基叔丁基醚数量，而且可以回收作为分解原料。
另一方面，不根据本发明，当第二及第三步骤顺序改变时，即当第一步骤里所得的反应产物从蒸馏塔顶部蒸馏出异丁烯、二烷基醚及少量共沸甲醇，从蒸馏塔底部蒸馏出甲醇、甲基叔丁基醚及重组份时，用水冲洗来自蒸馏塔顶部的馏份，以去除甲醇及含水甲醇。在冲洗后，蒸馏回收甲醇，此时第一步骤里生成二烷基醚时所形成的副产物-水-也会存在于蒸馏反应产物后的蒸馏塔底部馏份中。
此外，如JP 02-031695B所述，当水或蒸汽加入第一步骤里时，无法直接回流循环蒸馏塔底部馏份作为合成甲基叔丁基醚用，因为其中含有水。
因此，需要将水从该馏份中分离，因为甲基叔丁基醚、重组份等含于由去除水回收的甲醇的中，需要进行分离处理，这是一项很大的缺点。
实施例
实施例1及比较实施例1
如图1的流程图所示，实施例1使用下列第一步骤到第四步骤。
表中的缩写如下：
MTBE：甲基叔丁基醚；
DIB：异丁烯二聚物；
DME：二烷基醚；及
TBA：特-丁醇。
第一步骤：在含氧化铝的固态酸性催化剂的存在下，进行甲基叔丁基醚的分解反应，得到异丁烯，甲醇及二烷基醚及副产物重组份，其中重组份包括异丁烯二聚物及异丁烯三聚物。采用固定床气相反应。反应温度为220℃，而反应压力为6kg/cm2G。甲基叔丁基醚的进料速度为LHSV3(h-1)反应气体在利用热回收设备冷却后成为液体。
第二步骤：用水冲洗第一步骤所得的反应液体，分离成油相层及水相层。使用筛盘式蒸馏塔进行冲洗，其中蒸馏塔顶部的操作压力设定为7kg/cm2G，而冲洗水/油的重量比设定为0.45。
第三步骤：将第二步骤所得的油相层蒸馏，从蒸馏塔顶部获得含异丁烯及二烷基醚的馏份，从蒸馏塔底部获得含甲基叔丁基醚及重组份的馏份，及从蒸馏塔侧盘上获得含甲基叔丁基醚(及少量重组份)的馏份，其中将蒸馏塔侧盘上所得的馏份回流到第一步骤。
第四步骤：将第二步骤所得的水相层蒸馏，从获得蒸馏塔顶部获得含甲醇的馏份，从蒸馏塔底部得到含水的馏份。使用筛盘式蒸馏塔作为蒸馏用，操作压力设定为0.25kg/cm2G。
在比较实施例1中，不取出第三步骤里蒸馏塔侧盘上所得的馏份。MTBE的消耗量(转换成Gloss数：MTBE吨数/异丁烯吨数)变成1.688。
比较实施例里的结果列于下表。表中的数值以重量％表示。
表1
第一步骤
    进料     反应出料
    MTBE     95     4.3
    DIB     0.7     0.9
    水     2.9     3.1
    异丁烯     0.0     57.9
    甲醇     0.1     32.8
    DME     0.0     0.2
表2
第二步骤
   冲洗后的油相层  冲洗后的水相层
    MTBE    6.3  0.4
    DIB    1.5  0.0
    水    0.1  60.0
    异丁烯    90.9  0.8
    甲醇    0.0  38.6
    DME    0.3  0.0
表3
第三步骤
    蒸馏塔顶部的出料     蒸馏塔底部的出料
    MTBE     0.0     73.0
    DIB     0.0     17.3
    水     0.1     0.0
    异丁烯     99.5     0.1
    甲醇     0.0     0.0
    DME     0.3     0.0
表4
第四步骤
    蒸馏塔顶部的出料     蒸馏塔底部的出料
    MTBE     1.0     0.0
    DIB     0.0     0.0
    水     0.1     99.7
    异丁烯     1.9     0.0
    甲醇     96.9     0.3
    DME     0.0     0.0
另一方面，根据上述的程序进行实施例1。此外，第三步骤里，在从蒸馏塔底部算起第四理想盘处将侧盘馏份取出，其中表3的比较实施例1中蒸馏塔底部出料的MTBE浓度变成60重量％。将全部的侧盘馏份回流到第一步骤。
结果，MTBE的消耗量(转换成Gloss数：MTBE吨数/异丁烯吨数)变成1.654，小于比较实施例1。
综上所述，本发明提供一种制造异丁烯及甲醇的方法，其中将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，再将异丁烯与甲醇分离，接着个别回收，因此抑制做为原料的甲基叔丁基醚的损失。
虽然本发明已以一实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (3)

1.一种制造异丁烯及甲醇的方法，其包括将甲基叔丁基醚分解成异丁烯与甲醇，得到含异丁烯及甲醇的混合物，再将异丁烯与甲醇分离，接着个别回收，其特征为：该方法包括下列步骤：
第一步骤：在固态酸性催化剂存在下使甲基叔丁基醚进行分解反应，得到一反应液体，其中该反应液体包括异丁烯、甲醇及副产物二烷基醚与含异丁烯二聚物及异丁烯三聚物的重组份；
第二步骤：用水冲洗第一步骤所得的反应液体，使反应液体分离成油相层与水相层；
第三步骤：利用蒸馏塔蒸馏第二步骤所得的油相层，从蒸馏塔顶部得到含异丁烯与二烷基醚的馏份，从蒸馏塔底部获得含甲基叔丁基醚及重组份的馏份，及从蒸馏塔侧盘上获得含甲基叔丁基醚的馏份，及将蒸馏塔侧盘上所得的馏份回到第一步骤；及
第四步骤：利用蒸馏塔蒸馏第二步骤所得的水相层，从蒸馏塔顶部得到含甲醇的馏份，及从蒸馏塔底部得到含水的馏份。
2.如权利要求1所述的方法，其特征为：其中从蒸馏塔侧盘上所得的馏份数量设定为使第三步骤里蒸馏塔底部馏份所含的甲基叔丁基醚的浓度为20重量％-60重量％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征为：其中从蒸馏塔底部算起第2到第5个理想盘处任一处取出蒸馏塔侧盘馏份。
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