一種含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置,包括共沸精餾塔、油水分離罐、脫水塔、脫重塔，共沸精餾塔的頂部采出的共沸物通過出料線與油水分離罐連通，油水分離罐將共沸物分離為水層和油層，油水分離罐的油層與共沸精餾塔連接，油水分離罐的水層與脫水塔連接，脫水塔設(shè)有一塔頂出料線和一塔釜廢水出料線，塔頂出料線與加氫反應(yīng)器連接，塔釜廢水出料線與共沸精餾塔的進(jìn)料線連接，共沸精餾塔與脫重塔連接，脫重塔上部設(shè)有循環(huán)回流線，脫重塔的下部設(shè)有將再次進(jìn)行共沸精餾產(chǎn)生的第二重組分排出的第二重組分出料線，脫重塔的中部設(shè)有一用以采出異丙醇的側(cè)線。
【專利說明】
一種含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石油化工領(lǐng)域，尤其涉及一種丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇分離的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)異丙醇反應(yīng)過程采用的工藝不同，相應(yīng)精制部分也不同，但解決的主要問題一樣，即通過精餾分離輕重組分，通過破壞共沸組成分離異丙醇和水得到高純度異丙醇產(chǎn)品O
[0003]丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇一般采用工業(yè)級(jí)丙酮為原料，原料僅含微量水，但丙酮加氫過程產(chǎn)生少量的水，生產(chǎn)無水異丙醇需要脫除這部分水。異丙醇脫水一般采用能與異丙醇和水形成三元共沸物的夾帶劑進(jìn)行，最低沸點(diǎn)共沸物從塔頂蒸出。根據(jù)精餾常識(shí)，進(jìn)料中輕組分濃度低，塔正常操作的回流比大。輕雜質(zhì)在一定范圍時(shí)，塔回流量維持在基本不變的范圍。異丙醇脫水過程，當(dāng)水含量從0.2 %增加到2 % (m/m)時(shí)，塔回流量基本不變。換言之，進(jìn)料中水含量增加了 10倍，而精餾脫水能耗幾乎不變。而對(duì)于苯酚丙酮裝置生產(chǎn)丙酮經(jīng)過丙酮脫水裝置而言，情況大為不同。由于常壓下丙酮與水難以分離，丙酮脫水過程采用減壓操作，并需要很高的塔板數(shù)。如果將丙酮的純度從工業(yè)級(jí)的99.8%(m/m)降低到98% (m/m)，丙酮脫水難度和脫水過程能耗會(huì)顯著降低。雷尼鎳催化劑一般在水中保存，可以在含水條件下實(shí)現(xiàn)丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇。含水丙酮加氫可以降低原料丙酮的生產(chǎn)成本，進(jìn)而降低異丙醇生產(chǎn)過程的成本。
[0004]中國專利公開號(hào)為CN103772145專利公開了一種丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇的分離方法。該方法提出三塔分離流程:丙酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)共沸精餾塔分離，塔底分出重組分，測(cè)線產(chǎn)出無水異丙醇產(chǎn)品，塔頂蒸出共沸物。塔頂產(chǎn)物用萃取劑將水與其他組分分離，塔頂?shù)玫匠酝獾慕M分，循環(huán)返回反應(yīng)器，塔底物料經(jīng)回收塔塔頂脫除水，塔底回收萃取劑循環(huán)。該方法共沸精餾塔測(cè)線無水異丙醇的常壓沸點(diǎn)為82.4°C，而水-異丙醇共沸物常壓共沸點(diǎn)為80.4°C，兩者清晰分離難度較大。
[0005]歐洲公開號(hào)為EP 2045232 Al的專利公開了一種丙酮液相加氫生產(chǎn)異丙醇及分離方法。反應(yīng)產(chǎn)物水含量小于lOOOwppm，產(chǎn)物經(jīng)分壁塔分離分出出塔頂餾分、塔底餾分和測(cè)線餾分。精制異丙醇由測(cè)線采出，經(jīng)分子篩進(jìn)一步脫水。
[0006]丙酮加氫反應(yīng)產(chǎn)物主要是異丙醇，未反應(yīng)的丙酮以及與丙酮形成共沸物的副產(chǎn)物異丙醚或加入烴類構(gòu)成輕組分;水與異丙醇共沸物的共沸溫度與異丙醇十分接近，兩者分離十分可能，一般通過加入夾帶劑或萃取劑實(shí)現(xiàn)分離；重組分包括4-甲基-2-戊酮(沸點(diǎn)115.8°0、4-甲基-2-戊醇(沸點(diǎn)132°0、4-甲基-4-羥基-2-戊酮(沸點(diǎn)164°(:)和2-甲基-2、4戊二醇(沸點(diǎn)197°C)。重組分與異丙醇沸點(diǎn)相差很大，兩者容易分離，當(dāng)重組分含量不高或?qū)χ亟M分要求不高時(shí)，測(cè)線采出異丙醇可以滿足純度要求。當(dāng)需要嚴(yán)格控制異丙醇中重組分含量時(shí)，通過脫重塔可以將重組分脫至ppm水平。CN 104447198采用脫輕、脫水和萃取劑回收三塔流程，每個(gè)塔的處理量都與異丙醇產(chǎn)量在同一數(shù)量級(jí)上。美國專利公開號(hào)為US69399958 B2的專利公開了一種采用脫輕、脫重、脫含水共沸物和回收四塔流程，前三個(gè)塔都以異丙醇為主，處理量與異丙醇產(chǎn)量在同一數(shù)量級(jí)。第四個(gè)塔處理含水共沸物，處理量較前三個(gè)塔小得多。塔處理量大小與能耗和設(shè)備投資密切相關(guān)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇分離的裝置，該裝置生產(chǎn)的異丙醇具有較高純度，而且投資低，操作流程簡單，含水丙酮加氫產(chǎn)物經(jīng)共沸精餾塔、脫水塔、脫重塔后制得純度達(dá)99.99%的異丙醇。
[0008]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供的一種含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，包括:
[0009]一共沸精餾塔，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線與一生成含水丙酮加氫產(chǎn)物的加氫反應(yīng)器連接，所述共沸精餾塔的頂部采出的共沸物通過出料線與一油水分離罐連通；
[0010]—用以將所述共沸物分離為水層和油層的所述油水分離罐，所述油水分離罐的上部與所述共沸精餾塔連接，所述油水分離罐的下部與一脫水塔連接，所述水層位于油水分離罐下部，所述油層位于所述油水分離罐上部；
[0011]一脫水塔，與所述油水分離罐的下部連接，所述脫水塔設(shè)有一塔頂出料線和一塔釜廢水出料線，所述塔頂出料線與所述加氫反應(yīng)器連接，所述塔釜廢水出料線與所述共沸精餾塔的進(jìn)料線連接；
[0012]—脫重塔，與所述共沸精餾塔連接，所述脫重塔下部設(shè)有一第一重組分出料線，所述共沸精餾塔塔釜精餾后得到的第一重組分通過所述第一重組分出料線注入所述脫重塔再次進(jìn)行共沸精餾，所述脫重塔上部設(shè)有循環(huán)回流線，所述脫重塔的下部設(shè)有將再次進(jìn)行共沸精餾產(chǎn)生的第二重組分排出的第二重組分出料線，所述脫重塔的中部設(shè)有一用以采出異丙醇的側(cè)線。
[0013]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述塔釜廢水出料線包括第一塔釜廢水出料支線和第二塔釜廢水出料支線，所述脫水塔的第一塔釜廢水出料支線與所述共沸精餾塔連接，所述脫水塔產(chǎn)出的塔釜廢水一部分經(jīng)所述第一塔釜廢水出料支線排入所述共沸精餾塔，另一部分塔釜廢水經(jīng)所述第二塔釜廢水出料支線外排出。
[0014]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述油水分離罐的水層通過一管道與所述脫水塔的入口連接，所述脫水塔的入口位于所述脫水塔的中部以上。
[0015]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線設(shè)置于所述共沸精餾塔的上半部。
[0016]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線設(shè)置于距所述共沸精餾塔頂部的1/3處。
[0017]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述脫水塔的理論板數(shù)為15?50，回流比為2:20。
[0018]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述脫重塔下部設(shè)有一脫重塔入口，所述脫重塔入口與所述第一重組分出料線連接。
[0019]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述脫重塔理論板數(shù)為15-60塊。
[0020]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述脫重塔理論板數(shù)25-40塊。
[0021]上述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，所述脫重塔的側(cè)線位于脫重塔第3?1理論板。
[0022]有益效果:本裝置可以在含水條件下進(jìn)行丙酮加氫反應(yīng)，同時(shí)含水丙酮加氫可以降低原料丙酮的生產(chǎn)成本，進(jìn)而降低異丙醇生產(chǎn)過程的成本。
【附圖說明】
[0023]圖1為丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇分離的裝置示意圖。
[0024]其中附圖標(biāo)記:
[0025]1、加氫反應(yīng)器
[0026]2、共沸精餾塔
[0027]21進(jìn)料線
[0028]3、出料線
[0029]4、油層
[0030]5、油水分離罐
[0031]6、水層
[0032]7、脫水塔
[0033]8、塔頂出料線
[0034]9、第一塔釜廢水出料支線
[0035]10、第二塔釜廢水出料支線
[0036]11、第一重組分出料線
[0037]12、脫重塔
[0038]13、循環(huán)回流線
[0039]14、脫重塔側(cè)線
[0040]15、第二重組分出料線
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0042]本發(fā)明提供的一種丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇分離的裝置，包括:共沸精餾塔2、油水分離罐5、脫水塔7，脫重塔12，共沸精餾塔的進(jìn)料線21與一生成含水丙酮加氫產(chǎn)物的加氫反應(yīng)器I連接，共沸精餾塔2的頂部采到的共沸物通過出料線3與油水分離罐5連通，油水分離罐5將共沸精餾塔2產(chǎn)出的塔頂共沸物分離為水層6和油層4，水層6位于油水分離罐5的下部，油層位于油水分離罐的上部，油水分離罐5的上部與共沸精餾塔2連接，油水分離罐5的水下部與脫水塔7連接，脫水塔7設(shè)有一塔頂出料線8和一塔釜廢水出料線，塔頂出料線8與加氫反應(yīng)器I連接，塔釜廢水出料線與共沸精餾塔2的進(jìn)料線21連接，共沸精餾塔2與脫重塔12連接，共沸精餾塔精餾后得到的第一重組分通過第一重組分出料線11注入脫重塔12再進(jìn)行共沸精餾，脫重塔12上部設(shè)有循環(huán)回流線13，脫重塔12的下部設(shè)有將再進(jìn)行共沸精餾產(chǎn)生的第二重組分排出的第二重組分出料線15，脫重塔12的中部設(shè)有一采出異丙醇的脫重塔側(cè)線14。本實(shí)用新型采用的脫重塔的理論板數(shù)為15?50，回流比為2:20，優(yōu)選理論板數(shù)25-40塊，脫重塔側(cè)線14位于脫重塔第3?10理論板。
[0043]塔釜廢水出料線包括第一塔釜廢水出料支線9和第二塔釜廢水出料支線10，脫水塔的第一塔釜廢水出料支線10與共沸精餾塔2連接，脫水塔產(chǎn)出的塔釜廢水一部分經(jīng)第一塔釜廢水出料支線9返回共沸精餾塔2的進(jìn)料線21，另一部分塔釜廢水經(jīng)第二塔釜廢水出料支線10外排出。
[0044]油水分離罐的下部通過一管道與脫水塔的進(jìn)水口連接，脫水塔的進(jìn)水口位于脫水塔的中部以上位置處。共沸精餾塔的進(jìn)料口設(shè)置于共沸精餾塔的上半部且距共沸精餾塔頂部的1/3處。
[0045]本發(fā)明提供的方法是丙酮加氫產(chǎn)物經(jīng)共沸精餾塔、脫水塔、脫重塔后制得高純度異丙醇。具體包括:(I)含水丙酮加氫產(chǎn)物進(jìn)入共沸精餾塔進(jìn)行共沸精餾，塔頂共沸物進(jìn)入油水分離罐，油層作為第一回流物料返回共沸精餾塔，水層進(jìn)入脫水塔，共沸精餾塔得到第一重組分進(jìn)入脫重塔;共沸精餾塔加入與丙酮形成二元共沸物和與水及異丙醇形成三元共沸物的夾帶劑，促進(jìn)丙酮與異丙醇的分離和水-異丙醇共沸物與異丙醇的分離;共沸精餾塔塔頂共沸物利用液液平衡原理使水富集在重相水層中，通過提高共沸精餾塔原料含水量或在油水分離罐加入水的方法確保液液分相。(2)共沸精餾塔塔頂物料經(jīng)油水分離罐分層后，水層進(jìn)入脫水塔，脫水塔也是采用共沸精餾原理，丙酮與夾帶劑形成的二元共沸物及水與異丙醇形成的二元共沸物從脫水塔塔頂脫除，塔頂產(chǎn)物流送回丙酮加氫反應(yīng)器循環(huán)利用，脫水塔下部采出的塔釜廢水，一部分排出系統(tǒng)，另一部分根據(jù)需要返回進(jìn)料線作為進(jìn)料物料或返回油水分離罐。(3)共沸精餾塔塔釜產(chǎn)出的第一重組分進(jìn)入脫重塔繼續(xù)精餾，脫重塔的塔釜采出第二重組分，脫重塔的塔頂進(jìn)行循環(huán)回流操作，間歇排出輕組分(例如丙酮、異丙醚等)，脫重塔的側(cè)線采出異丙醇產(chǎn)品。本發(fā)明提供含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的方法及裝置，既可以降低丙酮加氫方法生產(chǎn)異丙醇的分離成本，也可處理含水丙酮的加氫產(chǎn)物，將來丙酮的原料成本。本方法利用共沸精餾和普通精餾原理制備高純度異丙醇，能耗消耗低、流程簡單，易于操作。
[0046]為進(jìn)一步描述利用該發(fā)明提供的丙酮加氫生產(chǎn)異丙醇分離的裝置及其方法所達(dá)到的效果，特舉以下實(shí)施例。
[0047]丙酮加氫產(chǎn)物包括含水2%，丙酮I%，4-甲基戊醇0.04%，異丙醇96.96%，將該丙酮加氫產(chǎn)物以13噸/小時(shí)的進(jìn)料量通過進(jìn)料線注入共沸精餾塔進(jìn)行共沸精餾。共沸精餾塔設(shè)有30塊理論板，共沸精餾塔的頂部為第I理論板，進(jìn)料線設(shè)置于第8塊理論板處(從上往下)，采用正己烷作為脫水劑。將共沸精餾塔塔頂采出的共沸物冷卻至25°C，利用油水分離罐將共沸物分層，油水分離罐上層為油層，即輕相油層，油層預(yù)熱后回流至共沸精餾塔的第I塊板，回流量41.4噸/小時(shí)。油水分離罐下層為水層，S卩為重相水層，重相水采出量為0.92噸/小時(shí)，將該重相水層注入脫水塔，脫水塔理論板數(shù)為30塊，脫水塔的重相水層進(jìn)水口設(shè)置于20塊板，脫水塔的塔頂產(chǎn)物采出量為0.72噸/小時(shí)，其中塔頂產(chǎn)物含水9.1%，異丙醇59 %，丙酮16.31 %、正己烷16.31 %。脫水塔底的采出塔釜廢水，塔釜廢水的水濃度大于99.9%。共沸精餾塔釜物料以12.2噸/小時(shí)量進(jìn)脫重塔，脫重塔設(shè)有30塊理論板，(脫重塔頂部設(shè)為第I理論板處，依次往下增加)，脫重塔的入口位于第18塊理論板處。脫重塔上部設(shè)有循環(huán)回流線，脫重塔的塔頂產(chǎn)物進(jìn)行塔頂全回流操作，間歇排出輕組分，回流量17.3噸/小時(shí)，回流罐液位超標(biāo)時(shí)間歇少量采出。脫重塔的第5塊板設(shè)有一用以采出異丙醇的側(cè)線，采出的異丙醇純度99.99%，碳六雜醇含量小于lppm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，包括: 一共沸精餾塔，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線與一生成含水丙酮加氫產(chǎn)物的加氫反應(yīng)器連接，所述共沸精餾塔的頂部采出的共沸物通過出料線與一油水分離罐連通； 一用以將所述共沸物分離為水層和油層的所述油水分離罐，所述油水分離罐的上部與所述共沸精餾塔連接，所述油水分離罐的下部與一脫水塔連接，所述水層位于油水分離罐下部，所述油層位于所述油水分離罐上部； 一脫水塔，與所述油水分離罐的下部連接，所述脫水塔設(shè)有一塔頂出料線和一塔釜廢水出料線，所述塔頂出料線與所述加氫反應(yīng)器連接，所述塔釜廢水出料線與所述共沸精餾塔的進(jìn)料線連接； 一脫重塔，與所述共沸精餾塔連接，所述脫重塔下部設(shè)有一第一重組分出料線，所述共沸精餾塔塔釜精餾后得到的第一重組分通過所述第一重組分出料線注入所述脫重塔再次進(jìn)行共沸精餾，所述脫重塔上部設(shè)有循環(huán)回流線，所述脫重塔的下部設(shè)有將再次進(jìn)行共沸精餾產(chǎn)生的第二重組分排出的第二重組分出料線，所述脫重塔的中部設(shè)有一用以采出異丙醇的側(cè)線。2.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述塔釜廢水出料線包括第一塔釜廢水出料支線和第二塔釜廢水出料支線，所述脫水塔的第一塔釜廢水出料支線與所述共沸精餾塔連接，所述脫水塔產(chǎn)出的塔釜廢水一部分經(jīng)所述第一塔釜廢水出料支線排入所述共沸精餾塔，另一部分塔釜廢水經(jīng)所述第二塔釜廢水出料支線外排出。3.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述油水分離罐的水層通過一管道與所述脫水塔的入口連接，所述脫水塔的入口位于所述脫水塔的中部以上。4.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線設(shè)置于所述共沸精餾塔的上半部。5.如權(quán)利要求4所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述共沸精餾塔的進(jìn)料線設(shè)置于距所述共沸精餾塔頂部的1/3處。6.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述脫水塔的理論板數(shù)為15?50，回流比為2: 20。7.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述脫重塔下部設(shè)有一入口，所述入口與所述第一重組分出料線連接。8.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述脫重塔理論板數(shù)為15-60塊。9.如權(quán)利要求8所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述脫重塔理論板數(shù)25-40塊。10.如權(quán)利要求1所述的含水丙酮加氫產(chǎn)物分離異丙醇的裝置，其特征在于，所述脫重塔的側(cè)線位于脫重塔第3?10理論板。
【文檔編號(hào)】C07C29/86GK205635422SQ201521087428
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日
【發(fā)明人】劉楊, 張玉東, 齊曉梅, 王吳斌, 苗勇, 田存軒, 杜偉, 丁長勝
【申請(qǐng)人】中國石油天然氣股份有限公司