专利名称：一种高纯丙烯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯丙烯的制备方法，尤其涉及利用异丙醇催化脱水制取高纯丙烯的方法。
背景技术：
丙烯作为一种重要的有机化工原料，主要大量用于聚丙烯、环氧丙烷、异丙醇、丙 烯腈、丁醇、辛醇、丙烯酸和丙酮等石油化工产品的生产，仅少量用于制取烷基苯化合物 (如异丙苯)和叠合汽油以提高汽油辛烷值。丙烯一般不作为单一产品生产，通常是石油加工过程和乙烯生产过程中重要的联 产品，纯度较低，国内仅能达到99. 6%的聚合级水平，离国际上99. 97%的研究级水平尚有
一定的差距。在现有的技术中，已经公开了多种制备高纯丙烯的方法，其中日本、前苏联、美国 等国家均采用精馏法生产高纯丙烯，由于丙烯-丙烷两者的相对挥发度甚小，理论塔板数 高达200块，设备投入很大。此外，采用吸附分离提取高纯丙烯的方法也有报道，如以96% 98%的工业丙烯 为原料，先利用混合吸附剂除去正、异丁烷和C4以上烯烃，然后进入第二吸附器分离甲烷、 乙烷和丙烷，升温解吸从吸附相中提取纯丙烯，再进入干燥器进一步除水，最后进入冷凝器 冷凝除氧、氮、甲烷等不凝性气体。过程繁琐，产品纯度受影响因素较多，提取率较低，最高 仅能达到59. 4%，不适合规模化生产。考虑到现有技术的缺点，急需一种操作简便、收率高、适合规模化生产、并能有效 降低高纯丙烯生产成本的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种操作简便，收率高、适合规模化生产的 高纯丙烯的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供一种高纯丙烯的制备方法，包括a)丙醇经预热器汽化后，在反应器内催化脱水制粗丙烯；b)粗丙烯经冷凝器分离、分子筛吸附，得99.97%以上的高纯丙烯。优选地，所述步骤a)中预热器内温度为200 300°C。优选地，所述步骤a)中反应器内温度为300 400°C。优选地，所述步骤a)中反应器内压力为0. 1 0. 5MPa。优选地，所述步骤a)中使用正丙醇和异丙醇为原料；更优选地，使用异丙醇为原 料。优选地，所述步骤a)中使用活性氧化铝、浓硫酸、磷酸、焦磷酸、ZSM-5分子筛等作 为催化剂；更优选地，使用活性氧化铝作为催化剂。优选地，所述步骤b)中冷凝器内温度为0 40°C。
优选地，所述步骤b)中分子筛为5A沸石分子筛。与现有技术相比，本发明所提供的高纯丙烯制备方法，一步反应即可获得碳氢化 合物杂质< 200ppm的粗丙烯，粗丙烯经冷凝器分离，分子筛吸附后，即得99. 97%以上的高 纯产品，克服了丙烯中烷烃杂质含量多，丙烷-丙烯分离困难等缺点，收率高，设备投入少， 特别适用于中小规模的精细化工生产需要。
具体实施方式
为能进一步理解本发明，下面结合实施例对上述的技术方案做进一步的阐述和说 明。实施例1反应釜为20L 3 口玻璃烧瓶，加入IOL浓硫酸后，用通氮气抽空的方式净化反应系 统，加热至150°C，开始加入24L异丙醇，进料量为200mL/min，反应压力为0. 15MPa，使生成 的气体经冷凝器冷至25°C，分子筛吸附后收集于钢瓶中。异丙醇转化率为40. 3%，丙烯纯 度> 99. 9%，其中 C3H8 ( 617ppm, CH4 ( 164ppm, C2H6 ( 231ppm, C2H4 ( 36ppm。实施例2在其他条件不变的基础上，以磷酸作催化剂，异丙醇转化率为50. 3%，丙烯纯度> 99. 94%，其中 C3H8 ( 320ppm, CH4 ( 103ppm, C2H6 ( 179ppm, C2H4 ( 42ppm。实施例3用焦磷酸代替例2中的磷酸，在250°C下反应，维持其他条件不变，异丙醇转化 率提高到 60 %，丙烯纯度 > 99. 97 %，其中 C3H8 ^ 209ppm, CH4 ^ 35ppm, C2H6 ^ 40ppm, C2H4 ^ 22ppm。实施例4该例分别采用两个60L不锈钢管为预热器和反应器，用通氮气置换干净后，以硅 铝比等于300的ZSM-5分子筛为催化剂，在预热器中加入24L异丙醇，进料量为400mL/ min，控制预热器内温度为200°C，反应器内温度为300°C，反应压力为0. 5MPa，使生成的气 体经冷凝器冷至25°C，分子筛吸附后收集于钢瓶中。异丙醇转化率为68. 3%，丙烯纯度> 99. 97%，其中 C3H8 ( 150ppm, CH4 ( 40ppm, C2H6 ( 35ppm, C2H4 ( 15ppm。实施例5以活性氧化铝为催化剂，在预热器中加入24L异丙醇，进料量为400mL/min，控制 预热器内温度为200°C，反应器内温度为300°C，反应压力为0. 5MPa，使生成的气体经冷凝 器冷至25°C，分子筛吸附后收集于钢瓶中。异丙醇转化率为70. 5%，丙烯纯度> 99. 97%, 其中 C3H8 ^ 125ppm, CH4 ^ 36ppm, C2H6 ^ 30ppm, C2H4 ^ IOppm0实施例6参照例5的流程，改变预热器内温度为250°C，异丙醇转化率为72. 4%，丙烯纯度
>99. 97%，其中 C3H8 ( 117ppm, CH4 ( 26ppm, C2H6 ( 34ppm, C2H4 ( 7. 8ppm。实施例7参照例5的流程，改变预热器内温度为300°C，异丙醇转化率为75. 0%，丙烯纯度
>99. 97%，其中 C3H8 ( 114ppm, CH4 ( 20ppm, C2H6 ( 29ppm, C2H4 ( 6. 3ppm。实施例8
参照例5的流程，改变预热器内温度为320°C，异丙醇转化率为73. 2%，丙烯纯度 > 99. 97%，其中 C3H8 ( 120ppm, CH4 ( 34ppm, C2H6 ( 40ppm, C2H4 ( 6. 2ppm。实施例9以活性氧化铝为催化剂，在预热器中加入24L异丙醇，进料量为400mL/min，控制 预热器内温度为300°C，反应器内温度为320°C，反应压力为0. 5MPa，使生成的气体经冷凝 器冷至25°C，分子筛吸附后收集于钢瓶中。异丙醇转化率为77. 5%，丙烯纯度> 99. 97%, 其中 C3H8 ^ 113ppm, CH4 ^ 18ppm, C2H6 ^ 30ppm, C2H4 ^ 5ppm0实施例10在例9的基础上，改变反应器内温度为340°C，其它条件不变，异丙醇转化率为 78· 7 %，丙烯纯度 > 99· 97 %，其中 C3H8 彡 IlOppm, CH4 彡 17ppm, C2H6 彡 31ppm, C2H4 ^ 4. 2ppm。实施例11在例9的基础上，改变反应器内温度为360°C，其它条件不变，异丙醇转化 率为 8O. 5 %，丙烯纯度 > 99· 97 %，其中 C3H8 彡 112ppm, CH4 彡 18ppm, C2H6 彡 24ppm, C2H4 ^ 5. 2ppm。实施例12在例9的基础上，改变反应器内温度为380°C，其它条件不变，异丙醇转化率为 82. 1%,丙烯纯度> 99. 97%，其中 C3H8 彡 105ppm,CH4 彡 14ppm,C2H6 彡 20ppm,C2H4 彡 3ppm。实施例13在例9的基础上，改变反应器内温度为400°C，其它条件不变，异丙醇转化率为 85. 6%，丙烯纯度> 99. 97%，其中 C3H8 彡 97ppm，CH4 彡 IOppmjC2H6^ 13ppm，C2H4 彡 1. 3ppm。相对于现有技术，本发明所提供的制备高纯丙烯的方法，操作简便，异丙醇转化率 高，产品纯度好(碳氢化合物杂质能有效控制在200ppm以内)，特别适用于中小规模的精细
化工生产需要。以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本说明书中应用了具体实施例 对本发明的原理及实施方式进行了阐述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想 在具体实施方式
及应用范围上可能在实施过程中会有改变之处。因此，本说明书记载的内 容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种高纯丙烯的制备方法，其特征是包括a)丙醇经预热器汽化后，在反应器内催化脱水制粗丙烯；b)粗丙烯经冷凝器分离、分子筛吸附，得99.97％以上的高纯丙烯。
2.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中预热器内温 度为200 300°C。
3.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中反应器内温 度为300 400°Co
4.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中反应器内压 力为 0. 1 0. 5MPa。
5.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中使用正丙醇 和异丙醇为原料。
6.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中使用异丙醇 为原料。
7.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中使用活性氧 化铝、浓硫酸、磷酸、焦磷酸、ZSM-5分子筛作为催化剂。
8.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤a)中使用活性氧 化铝作为催化剂。
9.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤b)中冷凝器内温 度为0 40°C。
10.根据权利要求1所述的高纯丙烯的制备方法，其特征是所述步骤b)中分子筛为 5A沸石分子筛。
全文摘要
本发明公开了一种高纯丙烯的制备方法，其特征是包括a)丙醇经预热器汽化后，在反应器内催化脱水制粗丙烯；b)粗丙烯经冷凝器分离、分子筛吸附，得99.97％以上的高纯丙烯；与现有技术相比，本发明所提供的高纯丙烯制备方法，一步反应即可获得碳氢化合物杂质＜200ppm的粗丙烯，粗丙烯经冷凝器分离，分子筛吸附后，即得99.97％以上的高纯产品，克服了丙烯中烷烃杂质含量多，丙烷-丙烯分离困难等缺点，收率高，设备投入少，特别适用于中小规模的精细化工生产需要。
文档编号C07C11/06GK101863731SQ20101020574
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者杜汉盛, 杨林松, 石平湘, 马建修 申请人:石平湘