專利名稱：在叔丁醇回收過程中提高叔丁醇收率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及叔丁醇的回收。更具體地說，本發(fā)明涉及在叔丁醇回收過程中，提高叔丁醇收率的方法。再詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及生產(chǎn)和回收叔丁醇的方法，其中在回收過程中提高了叔丁醇的收率。
可以通過蒸餾從叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物中回收叔丁醇，所述叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物含有包括叔丁醇的含氧化合物，未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫，例如過氧化二叔丁基、過氧化烯丙基叔丁基、異丙基過氧化氫的含氧副產(chǎn)物，和水。
通過使叔丁醇(TBA)與甲醇進(jìn)行催化反應(yīng)可以制備甲基叔丁基醚(MTBE)。一般情況下，使用過量的甲醇。
已公知通過丙烯與叔丁基過氧化氫進(jìn)行鉬催化反應(yīng)可以制備叔丁醇和環(huán)氧丙烷。
Kollar的US3,351,635公開了以叔丁基過氧化物與丙烯反應(yīng)來提供包括未反應(yīng)的丙烯、環(huán)氧丙烷、和叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物。相關(guān)的方法公開于例如Marquis等的US4,845,251和Marquis等的US4,891,437中。
Grane等的US4,296,262是針對通過熱分解叔丁基過氧化氫來生產(chǎn)和回收叔丁醇的專利中的代表。
Grane等的US4,294,999和Sanderson等的US4,922,036是針對通過催化分解叔丁基過氧化氫來生產(chǎn)和回收叔丁醇的專利中的代表。
Rao等的US4,144,138、Kruse等的US5,243,091、Knifton等的US4,822,921和Gupta的USNo.5,292,964是針對通過甲醇與叔丁醇進(jìn)行催化反應(yīng)來生產(chǎn)和回收甲基叔丁基醚的專利中的代表。
在所有這些過程中都得到了叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物，其中包含叔丁醇，未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物，如水、過氧化二叔丁基、叔丁基過氧化氫、過氧化烯丙基叔丁基，等。
通常在包括多個蒸餾塔的蒸餾區(qū)通過蒸餾從叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物中回收叔丁醇，所述的多個蒸餾塔中包括一個真空蒸餾塔，將叔丁醇餾分加入該真空蒸餾塔并在其中分離為氣化的叔丁醇塔頂餾分和底部沸騰液體餾分，該液體餾分包括未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物。
按照本發(fā)明，蒸餾叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物來提供一種叔丁醇蒸餾餾分，其中包括叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物。
將叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔并分離成氣化的叔丁醇塔頂餾分和底部沸騰液體餾分，該液體餾分包括未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物。
冷卻氣化的塔頂餾分得到一種液化產(chǎn)物，其中包括少量的氣化的叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇。
將叔丁醇蒸氣溶于水形成叔丁醇水溶液，并從叔丁醇的水溶液中回收叔丁醇從而提高了叔丁醇的收率。
按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，提供一個蒸餾區(qū)，其中可包括一或多個加壓蒸餾塔和一個真空蒸餾塔，該真空蒸餾塔的類型為其中通過例如經(jīng)排氣管與真空蒸餾塔回流液貯器相連接的塔頂真空泵來保持真空；其中通過常壓蒸餾來分離叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物以提供一種或多種較輕蒸餾餾分和一種較重的叔丁醇餾分，該叔丁醇餾分包括叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物，其中將叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔中并分離成氣化的叔丁醇塔頂餾分和底部的沸騰液體餾分，該液體餾分包括未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物；其中冷卻氣化的塔頂餾分得到包括少量氣化的叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇的液化產(chǎn)物，其中將叔丁醇蒸氣溶于水中形成叔丁醇水溶液，且從該叔丁醇水溶液中回收叔丁醇從而提高了叔丁醇的收率。
按照本發(fā)明的第二個實施方案，叔丁基過氧化氫在反應(yīng)區(qū)與丙烯反應(yīng)以提供第一反應(yīng)產(chǎn)物，其中包括沸點(diǎn)高于叔丁醇的副產(chǎn)物、未反應(yīng)的丙烯、環(huán)氧丙烷、叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)低于叔丁醇的副產(chǎn)物；提供蒸餾區(qū)，該區(qū)包括第一常壓蒸餾塔，第二常壓蒸餾塔和第三真空蒸餾塔，該真空蒸餾塔的類型為其中通過例如經(jīng)排氣管與真空蒸餾塔回流液貯器相連接的塔頂真空泵保持真空；將叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物加入至第一蒸餾塔中并在其中分離成第一較輕丙烯循環(huán)餾分和第一較重餾分；將第一較重餾分加入至第二蒸餾塔中并在其中分離成第二較輕環(huán)氧丙烷餾分和第二較重叔丁醇餾分，后者包括叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物；將第二叔丁醇餾分加入至真空蒸餾塔中并在其中分離成氣化的叔丁醇塔頂餾分和底部沸騰液體餾分，該液體餾分包括未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物；冷卻氣化的塔頂餾分得到包含少量氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇的液化產(chǎn)物；將液化產(chǎn)物裝填到回流液貯器中；從回流液貯器中移出液化叔丁醇，并分開以提供用于真空蒸餾塔的回流液流和回收的液化叔丁醇液流；從回流液貯器中經(jīng)由排氣管移出少量的氣化叔丁醇，并在其中用水溶解以形成叔丁醇水溶液；以及從叔丁醇水溶液中回收叔丁醇從而提高了叔丁醇產(chǎn)率。
按照本發(fā)明的第三個實施方案，分解叔丁基過氧化氫以提供叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物，其中包含沸點(diǎn)高于叔丁醇的副產(chǎn)物、叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的副產(chǎn)物；在第一蒸餾區(qū)將叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物分離成包含沸點(diǎn)低于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物的較輕的沸騰餾分和較重的沸騰叔丁醇蒸餾餾分，后者包含叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物；將較高的沸騰叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔并且在低于大氣壓力下在其中分離成氣化的叔丁醇塔頂餾分和較高的沸騰液體餾分，后者包含未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物，冷卻氣化的塔頂餾分得到包含少量排出的氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇的液化產(chǎn)物，將排出的叔丁醇蒸氣溶于水形成叔丁醇水溶液，以及從叔丁醇水溶液中回收叔丁醇從而提高了叔丁醇的收率。
按照本發(fā)明的第四個實施方案，回收液化的叔丁醇并使之與甲醇反應(yīng)來提供一種甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物，其中包括甲基叔丁基醚、未反應(yīng)的叔丁醇、未反應(yīng)的甲醇和水，以及在甲基叔丁基醚蒸餾區(qū)將甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物與叔丁醇水溶液一起分餾以提供包括甲基叔丁基醚產(chǎn)物餾分和叔丁醇餾分的蒸餾餾分從而提高了叔丁醇的收率。
優(yōu)選的是，按照本發(fā)明的第四個實施方案，在MTBE反應(yīng)區(qū)使甲醇和叔丁醇進(jìn)行反應(yīng)以提供甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物，該產(chǎn)物在包括第一蒸餾塔、第二蒸餾塔和第三蒸餾塔的蒸餾區(qū)進(jìn)行分餾，甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物在第一常壓蒸餾塔分餾以提供較輕的甲基叔丁基醚產(chǎn)物餾分和第一較重餾分。將第一較重餾分與在第二個和第三個實施方案中得到的叔丁醇水溶液一起在第二蒸餾塔進(jìn)行分餾以提供較輕的叔丁醇餾分和第二較重餾分，該第二較重餾分在第三常壓蒸餾塔進(jìn)行分餾以提供較輕的甲醇餾分和較重的水餾分。
附圖
所示為用于說明實施本發(fā)明過程的優(yōu)選方法的流程示意圖。在附圖中，省略了通用的零部件，如閥、泵、溫控傳感器、壓力傳感器、加熱器、冷卻器、流量控制調(diào)整裝置、回流冷凝器、重沸器，等。
按照本發(fā)明的一個實施方案，經(jīng)管線12將丙烯加入到反應(yīng)器10中。經(jīng)管線14將叔丁基過氧化氫(TBPH)和在叔丁醇(TBA)中可溶解的鉬催化劑加入到反應(yīng)器10中。將環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)管線16排出導(dǎo)入至蒸餾塔20，在塔20中環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物分離成丙烯加環(huán)氧丙烷餾分22和較重餾分，后者經(jīng)由被閥26控制的管線24加入到真空蒸餾塔40中。在蒸餾塔30中，餾分22被分離成較重的粗環(huán)氧丙烷餾分34和主要含有丙烯的較輕餾分32，餾分32經(jīng)由管線12循環(huán)至反應(yīng)器10。
按照本發(fā)明的另一個實施方案，將在叔丁醇(TBA)中的叔丁基過氧化氫(TBPH)溶液經(jīng)管線202加入到反應(yīng)器200中，并設(shè)定叔丁基過氧化氫分解的時間、溫度和壓力條件以使大部分的叔丁基過氧化氫轉(zhuǎn)化成叔丁醇和水。如果需要，可使用叔丁基過氧化氫分解催化劑例如可溶性的鉬催化劑。如使用催化劑，它在經(jīng)由管線202添加的叔丁醇中加入到反應(yīng)器200中。
叔丁基過氧化氫分解反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)由被閥206控制的管線204從反應(yīng)器200中排出并導(dǎo)入真空蒸餾塔40的加料管線24。
應(yīng)理解，在任何給定時間，閥26或206只能有一個是開啟的，另一個應(yīng)是關(guān)閉的，而且反應(yīng)器10和200中只能有一個進(jìn)行操作。
叔丁基過氧化氫分解反應(yīng)產(chǎn)物組合物與較重餾分24的組合物在組成上是相似的，存在相同的反應(yīng)組分，比例大約一致。因而，真空蒸餾塔40可以用原料24或原料204以基本相同的方式進(jìn)行操作。
真空蒸餾塔40進(jìn)行操作從而將添加的原料分離成氣化的叔丁醇塔頂餾分42和包含所加原料剩余部分的較重餾分44。
通過將真空蒸餾塔40的塔頂管線42與產(chǎn)生低于大氣壓力的適用裝置如液體環(huán)式真空泵70相連接來使真空蒸餾塔40獲得低于大氣壓的壓力。
這樣，例如，氣化的塔頂真空蒸餾產(chǎn)物餾分42(主要包含叔丁醇)可以流經(jīng)熱交換器43，在該處大多數(shù)塔頂蒸氣被冷凝以提供液體叔丁醇產(chǎn)物，而產(chǎn)生的液體和蒸氣的混合物可以加入到回流液貯器46中。
經(jīng)管線44從回流液貯器46中排出含有叔丁醇的冷凝液體。一部分液化叔丁醇經(jīng)管線45返送至真空蒸餾塔40中作為回流液，剩余的液化叔丁醇經(jīng)管線41回收。
提供排氣管線47以使回流液貯器46的頂部與液體環(huán)式真空泵70相互連接。在排氣管線47中設(shè)置水吸收塔50以吸收并回收經(jīng)排氣管線47從回流液貯器46中排出的蒸氣中所含的氣化叔丁醇。
水吸收塔50可適當(dāng)?shù)匕ㄒ粋€管形殼體51，其中設(shè)置惰性填料床52，所述填料例如是環(huán)或馬鞍形填料。來自排氣管線47的蒸氣從殼體的底部附近引入。從殼體的頂部附近經(jīng)管線54將水引入殼體用來向下流過床52，與經(jīng)由管線47加入的上升蒸氣逆流接觸。叔丁醇蒸氣被向下流動的水流吸收形成叔丁醇水溶液，該溶液經(jīng)管線132從塔50的底部排出。上升的蒸氣經(jīng)排氣管線的延伸段47a從塔50的頂部排出導(dǎo)入液體環(huán)式真空泵70。
經(jīng)管線47a加入到液體環(huán)式真空泵70的蒸氣主要由天然氣、空氣和少量的其它的烴和未吸收的叔丁醇組成。它們經(jīng)管線72排出導(dǎo)入貯器74，在該處夾帶的水與不可冷凝物相分離，水通過管線76排出。不可冷凝的、一般是如天然氣和空氣的蒸氣組分經(jīng)排氣管線78排出。
經(jīng)管線132從塔50的底部排出的叔丁醇水溶液中的叔丁醇可以按任何適宜的方式通過蒸餾回收。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，用于由叔丁醇和甲醇生產(chǎn)甲基叔丁基醚的設(shè)備與本發(fā)明的叔丁醇回收方法相結(jié)合。這可使得更經(jīng)濟(jì)地回收經(jīng)管線132從塔50的底部排出的叔丁醇水溶液中的叔丁醇。當(dāng)要這樣做時，經(jīng)加料管線102將叔丁醇加入到甲基叔丁基醚反應(yīng)器100中，反應(yīng)器100中含有適當(dāng)?shù)拿鸦呋瘎┐?，所述催化劑例如是陽離子交聯(lián)磺化苯乙烯/二乙烯苯樹脂，甲醇經(jīng)加料管線104加入反應(yīng)器100中。在反應(yīng)器100中建立醚化反應(yīng)條件以提供包括甲基叔丁基醚、叔丁醇、甲醇和水的反應(yīng)產(chǎn)物。該反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)排出管線106從反應(yīng)器100中排出導(dǎo)入蒸餾塔110中，在該處反應(yīng)產(chǎn)物分離成較輕的甲基叔丁基醚粗反應(yīng)產(chǎn)物112和較重的餾分114。將較重的餾分114加入到蒸餾塔120中，在蒸餾塔120中餾分114被分離成較輕的叔丁醇粗餾分121和包含水和甲醇的較重餾分122，粗餾分121可以循環(huán)至叔丁醇加料管線102。
將較重餾分122加入到蒸餾塔140中，在該處被分離成塔頂甲醇排出餾分142和塔底水餾分144，如果需要，可將餾分142循環(huán)至甲醇加料管線104。
按照本發(fā)明，從塔50底部、經(jīng)管線132排出的叔丁醇水溶液用泵134加入到進(jìn)料/排出物熱交換器64，然后經(jīng)管線138進(jìn)入蒸餾塔120的加料管線114，從而它可與餾分114共蒸餾。當(dāng)這樣操作時，經(jīng)管線132從塔50的底部排出的叔丁醇水溶液中的叔丁醇與經(jīng)管線114從蒸餾塔110排出的較重餾分114一起加入到蒸餾塔120中。114與137混合物流在蒸餾塔120中蒸餾以提供包含叔丁醇的較輕餾分121和包含甲醇和水的較重餾分122。如上面所指出的，經(jīng)管線122從蒸餾塔120排出的甲醇水溶液可以在蒸餾塔140中分離成較輕的甲醇餾分142和較重的水餾分144。
按照這種改進(jìn)方式，底部水餾分144的全部或一部分加入到熱交換器64中以在物流136加入到管線114之前對其進(jìn)行加熱。餾分144從熱交換器64中排出后在熱交換器138中進(jìn)一步冷卻。如此冷卻的水餾分經(jīng)管線139從熱交換器138排出，管線139分成導(dǎo)入吸收器50的管線54和引入液封環(huán)式真空泵70的液封的管線140。
引入吸收塔50的蒸氣餾分47中所含有TBA被向下流動穿過吸收塔50的水餾分132吸收。如此形成的TBA水溶液經(jīng)與泵134連接的管線132從吸收塔50中排出。該溶液經(jīng)管線136從泵134中排出導(dǎo)入進(jìn)料/流出物熱交換器64，在該處被物流144加熱。加熱過的溶液經(jīng)管線137從熱交換器64中引出導(dǎo)入蒸餾塔120；該加熱過的溶液通過與進(jìn)料餾分114混合加入到蒸餾塔120中。
餾分122加入到蒸餾塔140中，在該處分離成較輕的甲醇餾分142(如需要可經(jīng)循環(huán)管線144循環(huán)至甲醇加料管線104)和水餾分144。
操作舉例來說，丙烯可經(jīng)加料管線12加入到反應(yīng)器10中。可制備叔丁基過氧化氫在叔丁醇中的溶液，其中含有30至60(重量)％的叔丁基過氧化氫和以丙烯與叔丁基過氧化氫的混合重量計100至600ppm的可溶性鉬催化劑?？梢允褂萌魏芜m用的可溶性鉬催化劑，例如Marquis等的US4,626,596或Marquis等的US4,703,017中公開的類型的催化劑。該溶液經(jīng)加料管線14加入到反應(yīng)器10中，所選擇的溶液加料量使得丙烯與叔丁基過氧化氫的加料摩爾比為1至3摩爾丙烯每摩爾叔丁基過氧化氫。在反應(yīng)器10中建立環(huán)氧化反應(yīng)條件，包括例如溫度為65.6℃(150°F)至176.7℃(350°F)，壓力為500至3,000Psig。反應(yīng)時間宜為0.5至4小時。
由此，形成了叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物，包含未反應(yīng)的丙烯、環(huán)氧丙烷、TBA、反應(yīng)副產(chǎn)物和水。叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)管線16從反應(yīng)器10排出導(dǎo)入第一蒸餾塔20，在該處叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物分離成第一較輕的包含丙烯和環(huán)氧丙烷的蒸餾餾分22和第一較重餾分24，后者含有叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物。在第一蒸餾塔20中的蒸餾條件可包括頂部溫度37.8℃(100°F)、底部溫度121.1℃(250°F)、和操作壓力70至130psig(例如110psig)。
第一較輕蒸餾餾分22適當(dāng)?shù)丶尤氲秸麴s塔30中，在該處它被分離成塔頂丙烯循環(huán)餾分32和較重的環(huán)氧丙烷餾分34。
第一較重餾分24加入到第三真空蒸餾塔40a中，在該處第一較重餾分被分離成第三較低沸騰叔丁醇餾分42和第四較高沸騰餾分，后者經(jīng)管線44排出、其中含有未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物。在第三蒸餾塔40中的蒸餾條件可包括頂部溫度48.9℃(120°F)、底部溫度93.3℃(200°F)和操作壓力3至10psig(例如28psig)。
如先前指出的，通過使真空蒸餾塔40的塔頂管線42與產(chǎn)生低于大氣壓的壓力的適當(dāng)裝置、如液體環(huán)式真空泵70有效連接，在真空蒸餾塔40中建立低于大氣壓力的蒸餾條件，如3至10psig的低于大氣壓的壓力。在真空蒸餾塔40內(nèi)，建立蒸餾條件包括例如頂部溫度48.9℃(120°F)至76.7℃(170°F)。在管線42中提供熱交換器43以將塔頂蒸氣冷卻至37.8℃(100°F)至43.3℃(110°F)的溫度，來提供加入到回流液貯器46中的氣/液混合的叔丁醇冷凝液。
液化的叔丁醇經(jīng)管線44從回流液貯器46中排出。在管線46中的液化叔丁醇的10至30％經(jīng)管線45作為回流液返回至真空蒸餾塔40，剩余的液化叔丁醇經(jīng)管線41回收。
包含約40至80(重量)％叔丁醇的回流液貯器中的蒸氣經(jīng)排氣管線47從回流液貯器46中排出，管線47導(dǎo)入鄰近水提取塔50底部的加料點(diǎn)。同時將水經(jīng)管線54加入到水提取塔50的頂部附近。以經(jīng)管線47加入到塔50的叔丁醇蒸氣的重量計，將8至12倍量的水經(jīng)管線54加入。當(dāng)蒸氣在水提取塔50中上升時，其中所含的基本上全部的叔丁醇被向下流動的水流吸收。所產(chǎn)生的叔丁醇水溶液經(jīng)管線132從水提取塔50中排出，該溶液通?？珊?至10(重量)％的叔丁醇，排出的溶液導(dǎo)入泵134，以用任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)一步處理回收其中所含的叔丁醇，如按后面所述的方式進(jìn)行處理。
主要包含天然氣、空氣和其它不溶性烴的未溶解的蒸氣經(jīng)管線47a排出導(dǎo)入液體環(huán)式真空泵70，并在約大氣壓力下經(jīng)管線72從中排出導(dǎo)入貯器74，在該處氣體組分從夾帶的水中分離并經(jīng)管線78排出。含有一些未在塔50中吸收的叔丁醇的液體環(huán)式真空泵密封的水經(jīng)管線76排出并在管線137中與塔50的排出物混合。
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，其中以叔丁醇和甲醇用作原料的甲基叔丁基醚生產(chǎn)設(shè)備與本發(fā)明的叔丁醇回收方法一起進(jìn)行操作。當(dāng)進(jìn)行這些操作時，經(jīng)管線132從塔50底部加入到泵134的叔丁醇水溶液中的叔丁醇可被傳輸?shù)郊谆宥』焉a(chǎn)設(shè)備以在其中回收。
當(dāng)要進(jìn)行這些操作時，叔丁醇經(jīng)加料管線102加入到甲基叔丁基醚反應(yīng)器100中，反應(yīng)器100中含有適用的醚化催化劑床，所述催化劑如陽離子交聯(lián)磺化苯乙烯/二乙烯基苯樹脂，甲醇經(jīng)加料管線104加入到反應(yīng)器100，其摩爾比為1.1至3摩爾甲醇每摩爾叔丁醇。在反應(yīng)器100中建立醚化反應(yīng)條件，包括例如溫度37.8℃(100°F)至148.9℃(300°F)，壓力50至500psig。以約1至約4份進(jìn)料混合物每份催化劑每小時的速率將進(jìn)料混合物適當(dāng)?shù)亟?jīng)管線102和104加入到反應(yīng)器100中，以提供包含甲基叔丁基醚、叔丁醇、甲醇和水的反應(yīng)產(chǎn)物。
反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)排出管線106從反應(yīng)器100中排出導(dǎo)入蒸餾塔110，在該處反應(yīng)產(chǎn)物在適當(dāng)?shù)恼麴s條件下分餾成較輕的甲基叔丁基醚粗反應(yīng)產(chǎn)物112和較重餾分114，所述的蒸餾條件例如液體回流比二分之一至二、蒸餾溫度65.6℃(200°F)至121.1℃(250°F)、壓力15至60psig。
將較重餾分114加入到蒸餾塔120，在該處在適當(dāng)?shù)恼麴s條件下對其進(jìn)行分離，所述蒸餾條件例如液體回流比二分之一至一、蒸餾溫度93.3℃(200°F)至204.4℃(400°F)、壓力110至160psig，餾分114在蒸餾塔120中分離成較輕的叔丁醇粗餾分121和較重餾分122，后者包含水和甲醇。
將較重餾分122加入到蒸餾塔140中，在該處在適當(dāng)?shù)恼麴s條件下將其分離成塔頂甲醇餾分142和底部水餾分144，如需要可將餾分142循環(huán)至甲醇加料管線104，所述蒸餾條件例如液體回流比一至二、蒸餾溫度121.1℃(250°F)至176.7℃(350°F)、壓力120至170psig。
按照本發(fā)明，經(jīng)管線132從塔50底部排出的叔丁醇水溶液通過泵134加入到進(jìn)料/排出物熱交換器136，然后經(jīng)管線137加入到蒸餾塔120的加料管線114，從而它可與餾分114共蒸餾。經(jīng)管線76從貯器74甲排出的叔丁醇水溶液也經(jīng)管線138和114加入到蒸餾塔120與餾分114共蒸餾。當(dāng)進(jìn)行這些操作時，經(jīng)管線132從塔50底部排出的叔丁醇水溶液中的叔丁醇和經(jīng)管線76從貯器74底部排出的叔丁醇水溶液中的叔丁醇通過管線121回收，用來循環(huán)至甲基叔丁基醚反應(yīng)器100。水和甲醇經(jīng)管線122從蒸餾塔120中排出。
塔140的底部水餾分144的全部或一部分可以加入到熱交換器136以加熱物流136。從熱交換器64排出后，餾分144在熱交換器138中進(jìn)一步冷卻。如此冷卻的水經(jīng)管線139從熱交換器138中排出，分成經(jīng)管線54導(dǎo)入塔50的主要餾分和經(jīng)管線140導(dǎo)入液封環(huán)式真空泵70的少量餾分。
權(quán)利要求
1.一種分離方法，其中將包含叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物的叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔并分離成氣化的塔頂叔丁醇餾分和包含未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物的底部沸騰液體餾分，該方法包括冷卻氣化的塔頂餾分，以得到包含少量氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇的液化產(chǎn)物，將叔丁醇蒸氣溶于水形成叔丁醇水溶液，以及從所述叔丁醇水溶液中回收叔丁醇，由此提高叔丁醇收率。
2.如權(quán)利要求1的分離方法，其中將部分液化叔丁醇作為回流液返送至所述的真空蒸餾塔，其中剩余的液化叔丁醇與甲醇進(jìn)行反應(yīng)以提供甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物，該產(chǎn)物包含甲基叔丁基醚、未反應(yīng)的叔丁醇、未反應(yīng)的甲醇和水，以及其中在甲基叔丁基醚蒸餾區(qū)將甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物與所述叔丁醇水溶液一起分餾，以提供包括甲基叔丁基醚產(chǎn)物餾分和叔丁醇餾分的蒸餾餾分。
3.如權(quán)利要求1或2的分離方法，其中分解叔丁基過氧化氫以提供一種叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物，該產(chǎn)物包含沸點(diǎn)低于叔丁醇的副產(chǎn)物、叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的副產(chǎn)物，并將該產(chǎn)物蒸餾成較輕和較高沸騰的餾分，該方法包括將所述較高沸騰的叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔，并將其在低于大氣壓力下在其中分離成氣化塔頂叔丁醇餾分和底部沸騰液體餾分，該液體餾分包含未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物，冷卻所述氣化塔頂餾分以得到一種液化產(chǎn)物，其中包含少量的排出的氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇，將排出的叔丁醇蒸氣溶于水形成叔丁醇水溶液，以及分餾所述的叔丁醇水溶液以提供包括叔丁醇餾分的蒸餾餾分，從而提高了叔丁醇的收率。
4.如權(quán)利要求3的分離方法，進(jìn)一步包括將一部分液化叔丁醇返送至所述的真空蒸餾塔，并使剩余的液化叔丁醇與甲醇回流反應(yīng)，以提供一種甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物，其中包含甲基叔丁基醚、未反應(yīng)的叔丁醇、未反應(yīng)甲醇和水，以及在甲基叔丁基醚蒸餾區(qū)將甲基叔丁基醚反應(yīng)產(chǎn)物與所述叔丁醇水溶液一起分餾，以提供包括甲基叔丁基醚產(chǎn)物餾分和叔丁醇餾分的蒸餾餾分，從而提高了叔丁醇的收率。
5.如權(quán)利要求1的分離方法，其中叔丁基過氧化氫在第一反應(yīng)區(qū)與丙烯進(jìn)行反應(yīng)以提供第一反應(yīng)產(chǎn)物，它包括沸點(diǎn)高于叔丁醇的副產(chǎn)物、未反應(yīng)的丙烯、環(huán)氧丙烷、叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)低于叔丁醇的副產(chǎn)物，其中所述叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物加入到第一蒸餾塔，并在其中分離成包含丙烯和環(huán)氧丙烷的第一較輕餾分和第二較重餾分，所述較重餾分包含叔丁醇、未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫、和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)產(chǎn)物，該方法包括將所述第二較高沸騰叔丁醇餾分加入到與一真空泵連接的真空蒸餾塔中，并在其中在低于大氣壓力下將所述第二較高沸騰餾分分離成排出的氣化塔頂叔丁醇餾分和底部沸騰液體餾分，該液體餾分包含未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫和沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物，冷卻所述氣化塔頂餾分以得到一種液化產(chǎn)物，其中包含少量氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇，將所述冷卻過的塔頂餾分加入到回流液貯器中，從所述回流液貯器移出液化叔丁醇，并將其分開，以提供所述真空蒸餾塔的回流液流和回收的液化叔丁醇液流，從所述回流液貯器經(jīng)排氣管線排出所述少量的氣化叔丁醇，并用水溶解排氣管線中蒸氣中的叔丁醇，形成叔丁醇在水中的溶液，再將剩余的所述蒸氣排出至所述真空泵，在第二反應(yīng)區(qū)使所述液化叔丁醇與甲醇進(jìn)行反應(yīng)以提供第二反應(yīng)產(chǎn)物，其中包含甲基叔丁基醚、未反應(yīng)的甲醇、未反應(yīng)的叔丁醇和水，以及在第三常壓蒸餾塔分餾所述第二反應(yīng)產(chǎn)物，以提供較輕的甲基叔丁基醚產(chǎn)物餾分和較重的第三餾分。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離方法，其中所述真空蒸餾塔在蒸餾條件下進(jìn)行操作，所述蒸餾條件包括頂部溫度130℃至140℃、底部溫度160℃至170℃、壓力20至70KPa(3至10psia)。
全文摘要
對一種叔丁基過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾以提供包含叔丁醇的叔丁醇蒸餾餾分和包含未反應(yīng)的叔丁基過氧化氫及沸點(diǎn)高于叔丁醇的反應(yīng)副產(chǎn)物的較重餾分，將叔丁醇餾分加入到真空蒸餾塔分離成氣化塔頂叔丁醇餾分，將所述塔頂叔丁醇餾分冷卻得到一種液化產(chǎn)物，其中含有少量氣化叔丁醇和占主要量的液化叔丁醇，將叔丁醇蒸氣溶于水，形成叔丁醇水溶液，從該溶液中回收叔丁醇。
文檔編號C07C29/00GK1158835SQ9610733
公開日1997年9月10日 申請日期1996年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月14日
發(fā)明者H·S·喬吉布吉爾 申請人:德士古發(fā)展公司