专利名称：一种酮加氢反应产物的分离方法
技术领域：
本发明涉及一种酮加氢反应产物的分离方法，确切地说是涉及甲基异丁基甲酮(MIBK)加氢制备甲基异丁基甲醇(MIBC)的反应产物的分离方法。
背景技术：
甲基异丁基甲醇(MIBC)是一种重要中碳醇，主要用于生产柴油机车重载ZDDP润滑油添加剂，其次用作金矿、铜矿和其它矿石的主要浮选剂，还有它是优良的中沸点溶剂，可用作染料、石油、橡胶、树脂、石腊、硝基纤维素和乙基纤维素等的溶剂。国外多数丙酮(异丙醇)缩合加氢制甲基异丁基甲酮(MIBK)装置副产MIBC，通过工艺调节可增产回收MIBC，满足日益增长的工业需求[言莫公译，王芳校，化工译丛 2006，(3):25-34]。我国虽已建设多套丙酮缩合加氢制MIBK工业装置，但均采用一步法工艺，不副产MIBC[孙振恒等，精细与专用化学品2007，15(8) :12-18]。因此，国内MIBC需求依赖进口产品满足，导致国内MIBC价格长期居高不下，影响其市场拓展和相关行业技术水平提升。为了满足国内市场需求，许多研究者探索过MIBC生产方法。童孟良[石油化工2006，35 (07) :661-664]研究了骨架镍催化剂液相催化MIBK加氢制备MIBC反应，MIBK的转化率达到100. 0%，MIBC的收率可达99. 3%，反应产物中MIBC的含量可达到95%以上。该方法虽然反应条件温和，活性和选择性高，但间歇操作，且骨架镍催化剂碱液活化过程会产生废水，污染环境。中国专利(ZL02133132. 4)发明了一种催化蒸馏MIBK和MIBC的方法。丙酮和氢分别预热后，进入催化蒸馏塔中，在塔内进行催化反应和蒸馏分离，反应产物在塔釜内积累，未反应的丙酮由塔顶蒸出并回流到塔内再次参加反应。该发明虽可同时生产MIBK和MIBC，充分利用反应热，但丙酮单程转化率最高只有51. 87%，MIBC选择性最高只有32. 44%，增加了后续分离难度。中国专利(ZL00110465. 9)发明了一种酮类加氢制备相应醇的方法。采用CuO-ZnO-Al2O3催化剂，在反应温度180°C、2. OMPa条件下，MIBK的转化率89. 4%，MIBC选择性为99. 9%，反应产物中MIBC的含量可能达到85%以上。综上所述，在MIBC生产方法相关文献中均未提及其分离精制方法。在以MIBK催化加氢制MIBC的反应中，由于MIBC选择性高达99%，并且原料中的杂质含量较低，这样反应产物中只含有MIBC、MIBK、H20和杂质等组分，而且以MIBC和MIBK为主。根据实际反应产物分析检测，本发明分离原料的组成为MIBC8(T95%、MIBK4 18%、H2OO. 5 2%、杂质 0. 2 2. 0%。为了获得高纯度MIBC产品，按照现有技术[陈敏恒等编著，化学工业出版社，2000]，上述反应产物分离需采用双塔流程进行分离。这样，不但设备投资大，同时分离能耗也较闻。
发明内容
本发明目的在于提供一种设备投资小、分离能耗低的一种酮加氢反应产物的分离方法。本发明的技术解决方案如下
一种酮加氢反应产物的分离方法，包括以下步骤
甲基异丁基甲酮加氢制备甲基异丁基甲醇的反应产物，先经气液分离器分离，气相成份循环回反应器，液相送入蒸馏塔进料板；蒸馏塔顶采出含有水和甲基异丁基甲酮的物料，经油水分离器分离后，油相循环到原料罐；蒸馏塔的侧线采出甲基异丁基甲醇；蒸馏塔釜采出含醇的重组分，用于调制油品。上述反应产物含有MIBC、MIBK、H20和少量杂质，其中MIBC含量不低于80%wt，H2O 不高于2%wt。本发明的技术特征进一步阐述如下
蒸馏塔是分离过程的主要设备，其种类包括板式塔、填料塔、隔板塔等。板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备，结构简单设计方便，操作弹性大，特别适合分离产品纯度高的物料和侧线出料。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。根据反应产物组成及特点，本发明适宜的分离设备为板式塔、填料塔。蒸馏塔操作压力是一个重要控制参数，操作压力对塔顶和塔釜的操作温度，组分间相对挥发度、塔的造价和操作费用、分离效率等，都有一定的影响。根据反应产物各组分特点，本发明适宜的操作压力为减压、常压和微正压，优选常压和微正压。蒸馏塔的理论塔板数是衡量蒸馏塔实际分离效率的依据和标准。一般利用相平衡原理和塔的操作线方程可确定塔的理论塔板数，其方法有逐板计算法和图解法。在多元精馏中，因为非关键组分的存在，使得最佳进料位置的确定至关重要。通常来说，最佳进料位置位于全塔中间塔板附近。侧线采出板的位置是确定产品纯度的关键，通常根据分离原料在该块塔板上气相和液相组分的纯度来确定。在精馏分离过程中，回流比是精馏的核心，是精馏操作的一个重要控制参数。它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。本发明通过模拟计算及实践确定，上述分离方法中，适宜的各参数值为，蒸馏塔的理论塔板数为12飞0，回流比为I. 5飞I (mol)，进料板位置为第5 32块，侧线采出板位置为第10 50块。上述分离方法中，更佳的各参数值为，蒸馏塔的理论塔板数为15飞0，回流比为I. 5 4. 5 I (mol)，进料板位置为第疒28块，侧线采出板位置为第12 42块。本分离方法中，蒸馏塔通过塔顶、侧线、塔釜三路出料。塔顶采出含酮、醇和水的馏分；侧线直接采出纯度99%以上醇的产品；塔釜采出含醇的重组分，用于调制油品。塔顶采出的馏分被输送至油水分离器，根据水和酮的密度差，利用重力沉降原理去除水份，油相循环到原料罐继续反应。为了提高沉降分离效果，分离器内部设置扩散锥、滤网等分离元件。油水分离器采用常温常压条件，附设液位计。本发明液相反应产物和蒸馏产物均采用HP-5890气相色谱仪分析，用SE-30毛细管色谱柱，柱温40°C。各组分采用标样或GC-MS色质联用仪定性分析。采用面积归一的计算方法定量计算。本发明除注明外，所有组分的含量或纯度是以质量百分含量表示。本发明的优点总结如下
I、本发明采用单塔侧线加油水分离的方式来分离酮加氢反应产物，MIBC产品纯度高(彡99%)，工艺流程简短。2、根据流程模拟计算，在满足MIBC产品纯度99%的条件下，采用本发明单塔侧线流程，不仅节省大量设备投资，而且降低分离能耗约75%。
附图I本发明的工艺流程示意图。图I中，V-201为气液分离器，P-201为泵，T-201为蒸馏塔，E-201为冷却器，D-201为油水分离器，E-202为冷凝器，E-203为再沸器，201为待分离反应产物液相流股，202为气相流股，203 为液相流股，204、205、206、207、208、209、211、212 均为管线。附图仅仅是用于说明本发明的工艺流程，只画出解释过程的必要设备，而其它明显需要的设施，如仪表、气体回流设备、泵、阀门、中间罐等省略。本发明并不局限于此图中所述过程。按图I所示的流程，甲基异丁基甲酮加氢制备甲基异丁基甲醇的液相反应产物经流股201输送至气液分离器V-201中，进行气液相的分离，分离后的气相流股202被输送至反应器入口继续参与反应，分离后液相流股203，通过泵P-201按一定的流量由管线204输送至蒸馏塔T-201中。经蒸馏塔T-201分离后，塔顶馏份由管线205输送至冷却器E-201中冷却分离，一部分由管线206回流至蒸馏塔T-201中，另一部分由管线207输送至油水分离器D-201中；经0-201分离后的油相，由管线208输送至反应原料罐继续循环反应，分离后的水相由管线209输送至循环水管道。蒸馏塔T-201侧线馏份由管线210输送至冷却器E-202中，经冷却分离后由管线211输送至产品罐中。蒸馏塔T-201塔釜馏份为含醇的重组分，由管线212输送至油品调制罐中，E-203是再沸器。具体实施方法
下面举例说明本发明内容，但本发明的保护范围并不限于以下实例。实施例I
液相反应产物各组分的组成如下=H2OO. 2%、MIBK8. 3%、MIBC91. 1%、杂质0. 4%。采用一个带夹套的玻璃填料柱间歇蒸馏塔，塔高I. Om,内径0 20mm，塔釜容积为500ml的三口玻璃烧瓶。塔内填充不锈钢￠2. 5X2. 5_ 0环型的高效填料，理论塔板数为60-70块/m。玻璃夹套内涂有一层可以导电的薄膜，通过外接的调压变压器调节加热电压，以便对塔身进行保温。实验时先在三口玻璃烧瓶加入约300ml液相反应产物，电子秤称重，气相色谱分析。塔顶冷却管通冷却水冷却；然后开启真空泵对系统抽真空，通过压力调节阀调节和稳定塔内的操作压力，塔内的压力可用真空压力表测量。开电磁搅拌器，同时将塔釜通队10!^11，将釜内的空气置换干净。最后开启塔釜电加热器加热电源，并通过调温旋钮控制塔釜的加热量与釜温，塔体的保温电压由变压器调节与控制。回流比的大小由回流比控制器控制。实验结果见表I。表I蒸馏柱分离结果
权利要求
1.一种酮加氢反应产物的分离方法，其特征在于酮催化加氢的反应产物，先经气液分离器分离，气相循环回反应器，液相送入蒸馏塔进料板；蒸馏塔顶采出含有水和酮的物料，经油水分离器分离后，油相循环到原料罐；蒸馏塔的侧线采出醇产品；蒸馏塔釜采出含醇的重组分，用于调制油品。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于所述反应产物含有MIBC、MIBK、H2O和少量杂质，其中MIBC含量不低于80%wt，H2O不高于2%wt。
3.根据权利2所述一种酮加氢反应产物的分离方法，其特征在于所述蒸馏塔的理论塔板数为12飞0，回流比为I. 5飞l(mol)，进料板位置为第5 32块，侧线采出板位置为第10 50块。
4.根据权利3所述一种酮加氢反应产物的分离方法，其特征在于所述蒸馏塔的理论塔板数为15飞0，回流比为I. 5 4. 5 I (mol)，进料板位置为第7 28块，侧线采出板位置为第12 42块。
5.根据权利1-3任一所述所述一种酮加氢反应产物的分离方法，其特征在于蒸馏塔的操作压力为减压、常压或微正压。
6.根据权利1-3任一所述所述一种酮加氢反应产物的分离方法,其特征在于所述分离设备为板式塔或填料塔。
全文摘要
本发明涉及一种酮加氢反应产物的分离方法，确切地说是涉及甲基异丁基甲酮催化加氢反应产物的简化分离方法。酮催化加氢的反应产物，先经气液分离器分离，气相循环回反应器，液相送入蒸馏塔进料板；蒸馏塔顶采出含有水和酮的物料，经油水分离器分离后，油相循环到原料罐；蒸馏塔的侧线采出醇产品；蒸馏塔釜采出含醇的重组分，用于调制油品。本发明目标产品纯度高，工艺流程短，投资省，能耗低。
文档编号C07C31/125GK102786388SQ20111012668
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者于超英, 仇忠, 姚彩兰, 王涛, 王金梅, 胡传清, 赵培庆, 赵志远, 金龙, 陈革新 申请人:泰州石油化工有限责任公司