CN103333063B - 一种高效节能的乙酰丙酮制备方法及其制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种化工或医药中间体的制备方法，尤其涉及一种高效节能的乙酰丙酮的制备方法及其制备装置。该方法依次包括:同时添加丙酮和引入乙烯酮，通过连续引出醋酸异丙烯酯酯化液，使反应继续进行;醋酸异丙烯酯酯化液连续出料至粗蒸馏釜，并连续蒸馏出含有丙酮和醋酸异丙烯酯的混合蒸气，粗蒸馏的混合气体进入丙酮回收塔精馏回收丙酮；丙酮回收塔塔釜液进入醋酸异丙烯酯精馏塔精馏，将从塔顶引出的醋酸异丙烯酯气体通过换热器后进入转位工序进行异构化反应，产生的转位混合气体与醋酸异丙烯酯气体进行换热后进入成品精馏塔精馏，获得乙酰丙酮成品。本发明能连续化生产，大量减少能源消耗，降低生产成本，达到节能减排效果。

Description

一种高效节能的乙酰丙酮制备方法及其制备装置

技术领域

本发明涉及一种化工或医药中间体的制备方法及其制备装置，尤其涉及一种高效节能的乙酰丙酮的制备方法及其制备装置。

背景技术

现有技术中，乙酰丙酮的制备工艺路线如图1所示：一定浓度的乙酸通过高温裂解得到乙烯酮，然后通过丙酮吸收酯化反应得到中间体醋酸异丙烯酯和丙酮混合物酯化液，然后通过间歇蒸馏将酯化液中的丙酮、醋酸异丙烯酯等与高沸点的杂质分离，然后再进入精馏分离得到较为纯净的醋酸异丙烯酯和回收丙酮，醋酸异丙烯酯通过异构化得到乙酰丙酮粗品转位液，再将转位液通过精馏得到乙酰丙酮成品。具体的制备方法是用丙酮吸收醋酸经裂解的乙烯酮，得到含70%左右的醋酸异丙烯酯的酯化液，其中还有少量的固体，然后通过简单蒸馏将醋酸异丙烯酯、丙酮等低沸点的与高沸点的醋酐及少量固体分离，然后将醋酸异丙烯酯和丙酮等冷凝收集后进入丙酮回收塔回收丙酮，然后再进入醋酸异丙烯酯精馏塔提纯醋酸异丙烯酯，再将醋酸异丙烯酯液体通过气化进入转位炉进行异构化，得到约含80%的乙酰丙酮的混合气体，通过冷却冷凝等到转位液，然后再进行精馏得到乙酰丙酮成品，期间经历多次的蒸发、冷凝、再蒸发、再冷凝的过程，对能源要求较高，需要消耗大量的蒸汽和冷却水，不利于节约能源，而且液体物料也需要多次转移，乙酰丙酮生产过程中物料腐蚀性较强，所以对转移设备要求又较高，而且反复的蒸发、冷凝也容易造成物料的损耗，且容易造成跑、冒、滴、漏等损失，同时设备维修量大，不利于系统效率的提高，过程连续化不够。

CN101514151B（2012-7-18）公开了醋酸异丙烯酯转化制备乙酰丙酮的工艺,其步骤包括将醋酸异丙烯酯经汽化器蒸成气体,然后将气体接入一路载气和/或使用自换热器,然后进入转化炉转化得转化气,冷却，然而该工艺是将液体气化后再转位，该工艺转位气体要冷却成液体，耗能高，生产成本大。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能提高生产效率、降低生产成本和达到节能减排效果的高效节能的乙酰丙酮的制备方法。

本发明的目的之二是提供一种能提高生产效率、降低生产成本和达到节能减排效果的高效节能的乙酰丙酮的制备装置。

本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效节能的乙酰丙酮的制备方法，其依次包括:

(1)          丙酮吸收乙烯酮酯化：同时添加丙酮和引入乙烯酮，通过连续引出醋酸异丙烯酯酯化液，使反应继续进行;

(2)          酯化液粗蒸馏：醋酸异丙烯酯酯化液连续出料至粗蒸馏釜，并连续蒸馏出含有丙酮和醋酸异丙烯酯的混合蒸气，粗蒸馏的混合气体进入丙酮回收塔精馏回收丙酮；

(3)          醋酸异丙烯酯精馏转位：丙酮回收塔塔釜液进入醋酸异丙烯酯精馏塔精馏，将从醋酸异丙烯酯精馏塔塔顶引出的醋酸异丙烯酯气体通过换热器后进入转位工序进行异构化反应，产生的转位混合气体与醋酸异丙烯酯气体进行换热后进入成品精馏塔精馏，获得乙酰丙酮成品。

本发明采用接受酯化液的同时进行蒸馏，将蒸馏气体引入引入丙酮回收塔，不再进行冷凝，丙酮回收塔加热以保持塔正常运行，然后丙酮回收塔塔顶冷凝得到回收丙酮，塔釜液转移入醋酸异丙烯酯精馏塔，塔釜为高沸物定时抽走，塔顶为醋酸异丙烯酯气体，通过调节引出量以控制塔运行，引入醋酸异丙烯酯气体直接进入转位工序，不再进行冷凝得到醋酸异丙烯酯液体。所述的转位即异构化反应，所述的转位气体为含乙酰丙酮的混合气体。

本发明的优点是:

(1)改进了制备乙酰丙酮过程中吸收酯化生产方法，将间

歇生产变成连续生产，提高了生产效率；提高了反应均匀性，吸收酯化收率得到提高，减少了原生产方法的反复切换、加料过程，使生产实现自动化；

(2) 改变原酯化液粗蒸馏过程的间歇进行，过程难于控制等问题，粗蒸馏不再需要将气体冷却，减少冷凝水的用量；粗蒸的气体直接送至丙酮回收塔回收丙酮，不需要再将粗蒸液加热气化，只需进行少量加热，保证回收塔正常运行即可，大幅度减少蒸汽用量；同时克服了原间歇式粗蒸产生的丙酮不稳定的缺陷，能够粗蒸获得稳定含量的丙酮；

(3)现有工艺是经过冷凝后变成液态后再去转位工序，本发明改成塔顶直接采出醋酸异丙烯酯气体进入转位工序，减少冷却过程；

（4）转位工序现有工艺是将转位气体经过两级冷凝变成转位液，然后再将转位液进入精馏塔进行精馏，本发明将转位气体与醋酸异丙烯酯精馏气体进行热交换后，直接进入成品精馏塔，不再进行冷凝，减少了冷却水和冷冻水的用量，同时减少了成品精馏塔的加热量，减少蒸汽用量，减少了物料的泵送转移，减少输送设备的使用，也就是减少了跑冒滴漏的发生，达到节能减排效果，提高了自动化程度，实现了乙酰丙酮生产过程连续化，提高了设备利用率，稳定了生产，降低了成本；对设备安全性要求低，有利于安全生产和产业化应用。

作为优选，所述步骤（1）先加入用于参加反应的丙酮，然后将裂解酸经过650-750℃裂解成乙烯酮混合气体通入所述预先加入后的丙酮中，同时再连续添加丙酮使反应连续进行。

由于乙烯酮不稳定，难以直接贮存，采用该条件进行生产，可使得连续生产进行更稳定。

作为优选，所述步骤（2）醋酸异丙烯酯酯化液连续出料至粗蒸馏釜，并连续蒸馏出含有丙酮和醋酸异丙烯酯的混合蒸气，控制粗蒸温度85-95℃。

先进行粗蒸，可以提高醋酸异丙烯酯（IPA）的纯度和收率，从而提高最终产品的收率。

更优选地，所述步骤（2）粗蒸馏的混合气体连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度96-100℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度52-56℃。

本发明开始采出回收丙酮后，控制塔顶温度52-56℃，然后开丙酮回收塔釜出料泵，控制塔釜液位稳定。控制塔釜和塔顶温度，可以使丙酮回收效率更高。

更优选地，所述步骤（2）连续蒸发后使混合气连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度98℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度54℃。

作为优选，所述步骤（3）连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度118-122℃，控制塔顶温度96-100℃，并从醋酸异丙烯酯精馏塔塔顶匀速引出纯度为98%以上的醋酸异丙烯酯气体，醋酸异丙烯酯气体经过换热器进入转位炉，调节转位温度450-550℃，产生的转位混合气体与醋酸异丙烯酯气体进行换热后进入成品塔精馏，得到乙酰丙酮产品。

本发明在醋酸异丙烯酯精馏过程中采出醋酸异丙烯酯蒸气，同时通过醋酸异丙烯酯和转位气换热器使醋酸异丙烯酯蒸气温度提高并进入转位炉，以满足进入转位炉入口处的蒸汽温度要求，同时又充分利用了转位气体的热量，符合节能环保需求；将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，获得所需要求的产品，充分利用了转位气体的热量，进一步符合节能环保需求。

更优选地，所述步骤（3）连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度120℃，然后根据塔顶温度调节醋酸异丙烯酯蒸气采出量，控制塔顶温度98℃，采出气体经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器进入转位炉，调节转位温度500℃，然后再将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，得到乙酰丙酮产品。

本发明的第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效节能的乙酰丙酮的制备装置，包括依次连接的吸收酯化装置和粗蒸装置，所述粗蒸装置出口端连接有丙酮回收装置，所述丙酮回收装置出口端连接有醋酸异丙烯酯精馏塔，所述丙酮回收装置顶端与所述吸收酯化装置相通，所述醋酸异丙烯酯精馏塔馏出段连接有醋酸异丙烯酯和转位气换热器，所述醋酸异丙烯酯和转位气换热器一端连接有转位炉，所述醋酸异丙烯酯和转位气换热器另一端连接有成品精馏塔。

作为优选，所述吸收酯化装置为吸收酯化釜，所述吸收酯化釜顶部外设有吸收冷凝器和丙酮加料装置。

更优选地，所述丙酮加料装置包括相互连接的丙酮加料流量计、丙酮喷淋流量计和丙酮喷淋塔，所述丙酮喷淋塔外连接有丙酮进料流量计、丙酮高位罐和丙酮回收装置，所述丙酮回收装置为相互连接的丙酮回收塔冷凝器和丙酮回收塔。

作为优选，所述醋酸异丙烯酯精馏塔下段外设置有醋酸异丙烯酯精馏塔再沸釜，所述醋酸异丙烯酯精馏塔底部外设置有醋酸异丙烯酯精馏塔釜残夜出料泵。

更优选地，所述醋酸异丙烯酯精馏塔顶部外设置有醋酸异丙烯酯和转位气换热器。

作为优选，所述成品精馏塔顶部外设置有成品精馏塔再沸器，所述成品精馏塔下段外设置有成品精馏塔冷凝器。

附图说明

图1是现有技术乙酰丙酮的制备工艺流程图;

图2是本发明高效节能的乙酰丙酮的制备工艺流程图;

图3是本发明高效节能的乙酰丙酮的制备装置示意图。

具体实施方式

乙酰丙酮的制备装置示意图图3，裂解酸来自裂解酸泵，经过裂解酸汽化器1、裂解气冷却器2和真空泵4，然后经油酐分离器5分离后进入裂解气再冷器6，获得裂解后的乙烯酮气体；将乙烯酮气体引入吸收酯化釜7，吸收酯化釜7外设置有吸收一级冷凝器9和吸收二级冷凝器8，吸收酯化釜7还连接有丙酮加料流量计10、丙酮喷淋流量计11和丙酮喷淋塔12，丙酮喷淋塔12与丙酮加料流量计10、丙酮喷淋流量计11的连接管段上设置有丙酮喷淋泵19，丙酮喷淋塔12的一侧连接有丙酮进料流量计13，丙酮进料流量计13与丙酮高位罐14相连，丙酮高位罐14顶部入口端连接有丙酮回收塔冷凝器16的一端，丙酮回收塔冷凝器16的另一端与丙酮回收塔17的顶部相连，丙酮回收塔17的侧面中部连接有粗蒸釜15，丙酮喷淋泵19与粗蒸釜15一侧相连，丙酮回收塔17的下段连接有丙酮回收塔再沸器18，丙酮回收塔17的底端连接有醋酸异丙烯酯精馏塔进料泵20，醋酸异丙烯酯精馏塔进料泵20设置在醋酸异丙烯酯精馏塔21的侧面中部，醋酸异丙烯酯精馏塔21的一端连接有醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器22，醋酸异丙烯酯精馏塔21和醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器22的底部均设置有管道，与醋酸异丙烯酯精馏塔釜残夜出料泵23相通；醋酸异丙烯酯精馏塔21的顶部设置有醋酸异丙烯酯精馏塔冷凝器41、醋酸异丙烯酯精馏塔1号流量计42和醋酸异丙烯酯精馏塔2号流量计43；醋酸异丙烯酯精馏塔1号流量计42设置在醋酸异丙烯酯精馏塔冷凝器41的管路上；醋酸异丙烯酯精馏塔21的顶部还连接有醋酸异丙烯酯和转位气换热器24，醋酸异丙烯酯精馏塔2号流量计43设置在醋酸异丙烯酯和转位气换热器24与醋酸异丙烯酯精馏塔21相连的管段上。

醋酸异丙烯酯和转位气换热器24的一端连接有转位炉25，另一端连接有成品精馏装置，成品精馏装置包括3级成品精馏塔：成品1号精馏塔26、成品2号精馏塔30、成品1号精馏塔36；

成品1号精馏塔26的顶端设置有成品1号精馏塔冷凝器28的一端，成品1号精馏塔冷凝器28的另一端与成品1号接受罐29相连，成品1号精馏塔26的底端设置有成品1号精馏塔再沸器27；

成品2号精馏塔30的顶端设置有成品2号精馏塔冷凝器32的一端，成品1号精馏塔冷凝器32的另一端与成品2号接受罐33相连，成品2号精馏塔30的底端设置有成品2号精馏塔再沸器31；

成品3号精馏塔36的顶端设置有成品3号精馏塔冷凝器34的一端，成品3号精馏塔冷凝器34的另一端与成品3号接受罐35相连，成品3号精馏塔36的底端设置有成品3号精馏塔再沸器37；

成品1号精馏塔26与成品2号精馏塔30相连的管段上设置有成品2号精馏塔进料泵38；成品2号精馏塔30与成品3号精馏塔36相连的管段上设置有成品3号精馏塔进料泵39；成品3号精馏塔36的底端设置有成品3号精馏塔釜残夜出料泵40。

实施例一

制备工艺流程简图见图2。

先在吸收酯化釜加入1000kg丙酮，然后将裂解酸经过700℃裂解成乙烯酮混合气体连续通入吸收酯化釜，同时按照120kg/hr的速度连续添加丙酮，

通过溢流口连续引出酯化液至粗蒸釜，控制粗蒸釜温度90℃，连续蒸发，使混合气连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度98±2℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度54±2℃，然后开丙酮回收塔釜出料泵，控制塔釜液位稳定，

连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度120±2℃，然后根据塔顶温度调节醋酸异丙烯酯蒸气采出量，控制塔顶温度98±2℃，采出气体经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器进入转位炉，调节转位温度500±50℃，然后再将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，得到合格的乙酰丙酮液体产品，连续运行24小时，得到乙酰丙酮3021kg，乙酰丙酮主含量≥99.91%，水分≤0.05%，产品质量优于现有工艺水平，一套装置产量比现有工艺提高20%左右；减少冷却水循环泵一台，日节电较现有工艺减少15%；节约蒸汽21吨。

实例二：

先在吸收酯化釜加入1000kg丙酮，然后将裂解酸经过750℃裂解成乙烯酮混合气体连续通入吸收酯化釜，同时按照150kg/hr的速度连续添加丙酮，通过溢流口连续引出酯化液至粗蒸釜，控制粗蒸釜温度90℃，连续蒸发，使混合气连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度98±2℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度54±2℃，然后开丙酮回收塔釜出料泵，控制塔釜液位稳定，连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度120±2℃，然后根据塔顶温度调节醋酸异丙烯酯蒸气采出量，控制塔顶温度98±2℃，采出气体经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器进入转位炉，调节转位温度500±50℃，然后再将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，得到合格的乙酰丙酮产品，连续运行24小时，得到乙酰丙酮3628kg，乙酰丙酮主含量≥99.92%，水分≤0.05%，产品质量优于现有工艺水平，一套装置产量比现有工艺提高45%左右，同时节电25%，节约蒸汽24吨。

实例三

先在吸收酯化釜加入800kg丙酮，然后将裂解酸经过750℃裂解成乙烯酮混合气体连续通入吸收酯化釜，同时按照110kg/hr的速度连续添加丙酮，通过溢流口连续引出酯化液至粗蒸釜，控制粗蒸釜温度90℃，连续蒸发，使混合气连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度98℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度54℃，然后开丙酮回收塔釜出料泵，控制塔釜液位稳定，连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度120℃，然后根据塔顶温度调节醋酸异丙烯酯蒸气采出量，控制塔顶温度98℃，采出气体经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器进入转位炉，调节转位温度500℃，然后再将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，得到合格的乙酰丙酮产品，连续运行24小时，得到乙酰丙酮2888kg，乙酰丙酮主含量≥99.92%，水分≤0.05%，产品质量优于现有工艺水平，一套装置产量比现有工艺提高43%左右，同时节电23%，节约蒸汽22吨。

实例四

先在吸收酯化釜加入1200kg丙酮，然后将裂解酸经过750℃裂解成乙烯酮混合气体连续通入吸收酯化釜，同时按照150kg/hr的速度连续添加丙酮，通过溢流口连续引出酯化液至粗蒸釜，控制粗蒸釜温度90℃，连续蒸发，使混合气连续进入丙酮回收塔，同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度98℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度54℃，然后开丙酮回收塔釜出料泵，控制塔釜液位稳定，连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度120℃，然后根据塔顶温度调节醋酸异丙烯酯蒸气采出量，控制塔顶温度98℃，采出气体经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器进入转位炉，调节转位温度500℃，然后再将转位气经过醋酸异丙烯酯和转位气换热器，进入成品塔精馏，得到合格的乙酰丙酮产品，连续运行24小时，得到乙酰丙酮4211kg，乙酰丙酮主含量≥99.92%，水分≤0.05%，产品质量优于现有工艺水平，一套装置产量比现有工艺提高43%左右，同时节电23%，节约蒸汽22吨。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (1)

1. 一种高效节能的乙酰丙酮的制备方法，其特征在于依次包括步骤：

（1）丙酮吸收乙烯酮酯化：先加入用于参加反应的丙酮，然后将裂解酸经过650-750℃裂解成乙烯酮混合气体通入所述预先加入后的丙酮中，同时再连续添加丙酮使反应连续进行;

（2）酯化液粗蒸馏：醋酸异丙烯酯酯化液连续出料至粗蒸馏釜，并连续蒸馏出含有丙酮和醋酸异丙烯酯的混合蒸气，控制粗蒸温度85-95℃，粗蒸馏的混合气体进入丙酮回收塔精馏回收丙酮；同时开丙酮回收塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度96-100℃，塔顶产生回流后，开始采出回收丙酮，控制塔顶温度52-56℃；

（3）醋酸异丙烯酯精馏转位：连续向醋酸异丙烯酯精馏塔进料，然后开醋酸异丙烯酯精馏塔再沸器蒸汽，控制塔釜温度118-122℃，控制塔顶温度96-100℃，并从醋酸异丙烯酯精馏塔塔顶匀速引出纯度为98%以上的醋酸异丙烯酯气体，醋酸异丙烯酯气体经过换热器进入转位炉，调节转位温度450-550℃，产生的转位混合气体与醋酸异丙烯酯气体进行换热后进入成品塔精馏，得到乙酰丙酮产品。