[发明专利]丙酮加氢生产异丙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异丙醇的生产方法，更具体地说，本发明涉及一种由丙酮加氢生产异丙醇的方法。

背景技术

异丙醇又名仲丙醇、二甲基甲醇，是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作虫胶、硝基纤维素、生物碱、橡胶以及油脂等的溶剂。异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，可用作合成甘油、乙酸异丙酯以及丙酮等的原料，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，用于汽车和航空燃料等方面。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，它可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成等领域具有广泛的用途，开发利用前景广阔。工业上异丙醇的传统生产方法主要是丙烯水合法，其工艺路线可分为间接水合法和直接水合法两种。丙烯直接水合法是目前工业上生产异丙醇的主要方法，它是使丙烯在催化剂存在下直接发生水合反应生成异丙醇，同时副产正丙醇。

近几年来，世界异丙醇的需求量以年均约5％的速度增长，我国异丙醇的需求量连年增加，尽管我国建设丙烯水合制异丙醇的生产装置，但目前仍不能满足国内实际生产的需要，每年都得大量进口，且进口量逐年递增。

与异丙醇情况相反，国内丙酮产能较大，市场量富足，价格较低。同时，由于国内丙烯资源紧张，丙烯水合工艺生产异丙醇的丙烯消耗量和能耗居高不下，生产成本较高。均衡上面两者的矛盾，我国可以开发利用丙酮加氢生产异丙醇的工艺。查阅丙酮和异丙醇多年来的历史价格，两种产品的价格差约为2000-3500元/吨，丙酮加氢直接生成异丙醇，经过分离提纯后可得到异丙醇产品，除丙酮原料外的生产成本低于1000元/吨，因而丙酮加氢生产异丙醇的工艺具有较大利润空间，丙酮生产装置简单，投资少。

中国专利CN98121050.3公开了一种CuO-ZnO催化剂用于丙酮加氢制异丙醇。CN200610154968.5公开了一种丙酮加氢制异丙醇的方法，该方法使用Ni-Co负载型催化剂。CN200880109969.5公开了采用镍基催化剂进行丙酮加氢制异丙醇，然后采用隔壁精馏塔进行精制，生产异丙醇产品。发明人经过仔细研究，在丙酮加氢过程不可能完全避免副反应的发生，都或多或少地生产一些副产物，例如二异丙醚、水和双丙酮醇，双丙酮醇可进一步加氢和/或脱水生成多种副产物，例如4-甲基戊醇。但是，发明人也发现，北京化工研究院生产的丙酮加氢催化剂具有非常的活性和选择性，丙酮转化率高，副产物少。在这些副产物中水与异丙醇形成共沸物，分离比较困难。目前异丙醇脱水存在许多方法，例如隔壁共沸精馏、萃取精馏和吸附蒸馏方法等。共沸精馏工艺通过加入一种共沸溶剂与水形成共沸物以将水与异丙醇分离开，可以达到该目的的共沸剂有苯、环己烷、乙醚和戊烷。萃取精馏方法通过加入萃取剂达到异丙醇与水的共沸消失而易于分离，萃取剂例如为异丁酯、乙二醇甲醚、乙二醇等。在这些方法中均需要加入反应体系以外的一种有机溶剂，为了连续生产，需要对有机溶剂进行再生，从而增加了生产设备。另外，丙酮产品中水的要求低于异丙醇产品中水的要求，因而即使反应过程不新生成水，也需要对异丙醇进行脱水，也就是说异丙醇脱水是必需的过程。

在丙酮与氢气、氨气在北京化工研究院独家生产的异丙胺催化剂作用下进行氢氨化反应生产异丙胺的装置中，停止通入氨气，就发生丙酮加氢生成异丙醇的反应。在不增加新的分离设备和在生产系统中出现新的物种的情况下，为达到一个生产装置中可随意随时地切换生产异丙胺和异丙醇，如何进行异丙醇脱水是必需解决的问题，采用现有的异丙醇脱水方法需要引入一个新物种或增加新的分离设备，因而需要开发一种新的异丙醇生产方法。

发明内容

为了满足丙酮加氢生产异丙醇并对异丙醇进行脱水的需要，发明人经过仔细研究，提出一种丙酮加氢过程和异丙醇脱水和脱除其它杂质的方法。

具体技术方案如下。

本发明的丙酮加氢生产异丙醇的方法包括以下步骤：

(1)丙酮加氢：使丙酮与氢气进入装有加氢催化剂的反应器，在加氢催化剂的作用下丙酮与氢气反应生成以异丙醇和氢气为主的物料；

(2)气液分离：来自反应器的以异丙醇和氢气为主的物料经冷却进入气液分离罐，将未反应的氢气分出并通过压缩机送回反应器入口以循环使用，分离的液体进入分离区；

(3)水分离：来自气液分离罐的液体和二异丙胺各自独立地进入或二者混合后进入水分离塔中部，经精馏分离从塔釜采出含异丙醇及沸点更高的组分的物流，从塔顶流出含二异丙醚、二异丙胺和水的塔顶物流，所述塔顶物流部分采出，余量送到水分离塔塔顶作为回流；