[发明专利]一种利用混合碳四中异丁烯水合生产叔丁醇的方法

说明书

本发明涉及化工领域，具体涉及一种利用混合碳四中异丁烯水合生产叔丁醇的方法，在助溶剂二氧六环的作用下，混合碳四与水在反应精馏塔反应段进行反应。该方法采用双效精馏模式，反应生成的叔丁醇以及剩余的水和二氧六环从反应精馏塔塔釜采出，反应精馏塔塔釜出料作为叔丁醇精制塔再沸器Ⅰ、Ⅱ的热源使用，换热后进入叔丁醇精制塔进一步分离。通过加入助溶剂二氧六环的催化反应精馏工艺，提高异丁烯的转化率，解决原有反应以及精馏过程中工艺复杂、能耗高、产率低等问题，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种利用混合碳四中异丁烯水合生产叔丁醇的方法。

背景技术

石化企业催化裂化装置、乙烯裂解装置和芳烃重整装置等均副产相当数量的C4烃，其中的丁烷、丁烯和丁二烯等都是重要的有机化工原料。混合碳四中的有效组分含量高达95% 以上，将其分离出来价值可增加 2～3倍。然而，国内只有少数企业有少部分利用，主要作为民用液化气出售，把高价值的丁二烯、正丁烯、异丁烯这些宝贵的资源浪费了。近几年，随着各石化企业原油加工能力的迅速提高和乙烯产能的不断增加，使得作为石化副产品的C4烃资源有效利用的问题更加突出。

由于正丁烯和异丁烯的沸点仅相差0.65℃，一般没法分离，近几年曾开发了异丁烯水合做甲基叔丁基醚和叔丁醇，但因转化率一般在 60%～ 80%，剩余混合碳四中含有大量的异丁烯、正丁烯不能直接利用，还是再作为民用燃料，没有将混合碳四资源综合利用。特别是在未来有可能全面禁用甲基叔丁基醚的情况下，迫切需要人们研究C4烃利用的新途径、开发新技术，以进一步优化资源利用，增加C4烃的化工利用率，对利用混合碳四中的异丁烯水合生成叔丁醇的研究将会成为碳四资源综合利用的热点。

反应精馏是化学反应与精馏耦合的化工过程，是通过精馏的方法将反应物与产物分离开来,以破坏可逆反应的平衡关系,使反应继续向生成产物的方向进行,从而可提高可逆反应的转化率、选择性和生产能力。此外,反应精馏过程中还可通过化学反应破坏气液平衡关系,从而可加快传质速率,缩短反应时间。对于放热反应,反应所释放出的热量可作为精馏所需的气化热,从而可降低能耗和操作费用。迄今为止未发现将反应精馏工艺应用在生产叔丁醇的报道。

另外，由于异丁烯水合反应体系，异丁烯、水二者的互溶度极低，因此导致比较低的异丁烯转化率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用混合碳四中异丁烯水合生产叔丁醇的方法，该方法包括以下步骤：

1）二氧六环助溶：反应精馏塔装入固体酸催化剂，混合碳四、水和二氧六环分别从反应精馏塔的反应段底部、中部和上部常温进料，在助溶剂二氧六环的作用下，混合碳四与水在反应段进行反应，可大大降低水油进料比，降低系统能耗；

2）双效精馏：反应生成的叔丁醇以及剩余的水和二氧六环从反应精馏塔塔釜采出，反应精馏塔塔釜出料作为叔丁醇精制塔再沸器Ⅰ、Ⅱ的热源使用，换热后进入叔丁醇精制塔进一步分离，叔丁醇精制塔塔顶采出质量分数不低于85%的叔丁醇产品。

进一步地，反应后剩余混合碳四从反应精馏塔塔顶采出后经冷凝回流可返回至反应精馏塔继续使用，叔丁醇精制塔分离的二氧六环和水可返回至反应精馏塔继续使用。

进一步地，水与混合碳四中异丁烯的进料摩尔比为1-2，优选1.4-1.8。

进一步地，二氧六环与混合碳四中异丁烯的进料摩尔比为2:1。

进一步地，混合碳四为民用液化气和烷基化后的液化气，混合碳四中异丁烯的质量分数为30%-60%。

使用上述方法制备叔丁醇的装置，所述装置包括：反应精馏塔、反应精馏塔塔釜再沸器、反应精馏塔塔顶冷凝器、反应精馏塔塔顶回流罐、叔丁醇精制塔、叔丁醇精制塔塔釜再沸器Ⅰ、叔丁醇精制塔塔釜再沸器Ⅱ、冷凝器、回流罐。