[发明专利]双乙烯酮制备装置和制备方法

说明书

技术领域

本发明属于双乙烯酮制备领域，具体涉及双乙烯酮制备装置和制备方法。

背景技术

双乙烯酮又名乙酰基乙烯酮、二聚乙烯酮，无色或微黄色液体，有强烈的刺激性气味，分子式：C₄H₄O₂，分子量84.08，由于双乙烯酮结构中含有两个双键，具有高度不饱和性，所以在有机合成中有较高的化学活性，它与醇、胺、卤素、醛、酸等均能发生化学反应。是有机合成中一种重要的中间体，被广泛应用于医学、农药、染料、食品等行业。

双乙烯酮生产方法主要有两种，一种是丙酮法，另一种为醋酸法，而目前应用最多、最普遍的方法为醋酸法，因该法产出的双乙烯酮质量高且经济效益较好。目前国内双乙烯酮的生产大多采用醋酸法，如苏州浩波科技股份有限公司、南通醋酸化工股份有限公司、南通天成保健品公司、山东淄博医药化工厂以及山东新华制药厂等。

醋酸法制备双乙烯酮时，一般在700-800℃、减压(10-50kPa)条件下进行。

主反应：

副反应：

3CH₃COOH→CH₂＝CO+CH₄+H₂O+CO₂

2CH₂＝CO→CH₄+C+H₂O

醋酸热裂解过程中需要迅速冷却，否则反应生成的乙烯酮在高温下容易发生聚合反应，或与水会重新反应生成醋酸，从而造成产品收率和质量下降；另一方面，醋酸裂解反应时产生醋酐等副产物，需要进行去除。

醋酸裂解法制备双乙烯酮过程中，高温裂解气从裂解段到吸收塔聚合段，需要经过六级换热器，将高温裂解气降温并将其中的醋酸和醋酐分离出去，然后经液环泵泵入两级冷却器，进一步降低裂解气温度。换热器的情况为：一级急冷冷凝器，裂解气温度由700℃降低到60-70℃，冷却介质为循环水；二级急冷冷凝器，裂解气由60-70℃降低到20-30℃，冷却介质为乙二醇冷冻液；三级急冷冷凝器，裂解气由20-30℃降低到0--10℃，冷却介质为氯化钙冷冻液；四级急冷冷凝器，裂解气由0--10℃降低到-15℃，冷却介质为乙二醇冷冻液；五级急冷冷凝器，裂解气由-15℃降低到-20℃，冷却介质为氯化钙冷冻液；六级急冷冷凝器，裂解气由-20℃降低到-25℃，冷却介质为氯化钙冷冻液；在六级急冷冷凝器后，裂解气进入液环泵，温度升高到40℃，然后进入液环泵之后的液环泵排气冷却器，温度降低到-15℃，冷却介质为氯化钙冷冻液，再进入排气冷却器之后的塔前冷凝器，温度降低到-23℃，冷却介质为氯化钙冷冻液。

现有工艺过程中，液环泵在第六级急冷冷凝器之后，裂解气必须被急冷到-20℃以下，否则会因裂解气内醋酸、醋酐、水等杂质分离不彻底而造成乙烯酮聚合产生高聚物，影响产品收率。

在此过程中，使用乙二醇制冷机组和氯化钙制冷机组为急冷过程提供大量的冷量，能耗非常大。

具体的能耗数据见表1。

表1 现有工艺急冷段数据(以产能5000吨双乙烯酮/年为例)