[发明专利]一种丙酮合成甲基异丁基酮工艺的临时停工方法

说明书

本发明公开了一种丙酮一步法合成甲基异丁基酮工艺的停工方法。该方法包括：（1）装置使用贵金属树脂催化剂；开始停工后，将丙酮进料的含水量提高至＞0.3wt%～0.5wt%；（2）降低催化剂床层温度至105±5℃时，将丙酮进料含水量提高至＞0.5～1.0 wt%；（3）继续降温，当床层温度降幅达到5～30℃时，将丙酮进料含水量提高0.5～20个百分点；（4）任选地，重复步骤（3）的操作0～4次；（5）当床层温度降至85±5℃时，保持丙酮进料含水量不变，或者切换常规丙酮进料；（6）继续降低催化剂床层温度至40～60℃，停止进料，停工结束。本发明能够实现装置的快速降温和停工，减少现有停工方法给后续分离系统带来的影响。

技术领域

本发明涉及一种丙酮合成甲基异丁基酮的生产技术，特别是一种丙酮合成甲基异丁基酮工艺临时或短期停工方法。

背景技术

甲基异丁基酮（简称MIBK），是一种用途非常广泛的中沸点溶剂，主要用作硝化纤维、环氧树脂的溶剂等方面。此外，MIBK还是一些有机合成的主要原料，如用于生产甲基异丁基醇、橡胶防老剂4020等许多下游产品。

MIBK的生产方法一般分为三步法和一步法。三步法生产流程长，过程复杂，生产效率低，产品成本高。一步法可使得三步法中的三个反应在Pd/树脂催化剂上一步完成。与三步法相比，一步法生产流程短，过程简单，产品成本低。目前来说，国内的MIBK生产装置基本全是近十年内建设的，均是丙酮一步法合成MIBK技术，所用催化剂也都是Pd/树脂催化剂。

工业装置上进行临时或短期停工时，首先要对装置进行降温操作，此时原料丙酮正常进料，但是由于降温初期的温度还未降到催化剂活性温度以下，所以反应还在进行，反应放热还在继续，床层温升依然存在。因此，装置降温速度会受到影响,不可能在短时间内降至室温，在缓慢的降温过程中还会反应生成大量的副产物，不仅浪费原料，还给后期的分离系统带来影响。另外，装置正常降温时要依赖反应器壳层循环水温度的降低来实现，要降低循环水的温度，需要逐步的加入冷水。因此，要降低反应器的温度，首先要降低循环水的温度，而这两个过程都需要较长一段时间。此外，降至室温后会停止丙酮进料，如果室温较高（夏天室温可达30℃以上），由于丙酮沸点较低（56℃），上层催化剂表面会因为丙酮的挥发而收缩，这使得催化剂的排列更为紧密。如果再次开工，催化剂被原料丙酮润湿后，会立即发生膨胀，造成一些催化剂破碎，进而造成催化剂的流失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种丙酮合成甲基异丁基酮工艺的临时或短期停工方法。该方法使得催化剂在工业装置的临时或短期停工过程中实现快速降温，并避免因停工后再次开工使得上层催化剂收缩引起催化剂的破碎，从而影响催化剂使用效果和寿命的情况。

基于对丙酮一步法合成甲基异丁基酮反应进行系统实验及研究，得出了如下几点认识：

（1）丙酮加氢合成MIBK这个反应， 从动力学研究结果可以看出，该项反应放热是不均匀的，在通过催化剂床层反应时，反应停留时间在整个停留时间的1/4～1/3时，反应放热量就已达到整个反应热的75%～80%，此后随着运转时间的延续，热点会逐步下移。

（2）动力学研究结果表明：该项反应符合双分子吸附的L—H（朗格缪尔吸附方程）表面反应机理，主要的控制步骤为反应步骤。另外，当反应物系中有水存在时，水比丙酮优先吸附催化剂的活性中心上，并覆盖了催化剂活性中心，从而阻碍了反应进行。正常反应原料中水含量应该为0.3%～0.5%，在此条件下水对该项反应影响较小。