CN104478676A - 丁酮的制备与精制的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种丁酮的制备与精制系统，其包括通过管道连接的第一预热器、分离器、压缩机、第二预热器、加氢反应器、高压缓冲罐、低压缓罐、粗醇分离塔、仲丁醇精制塔、乙醇精制塔、第三预热器、脱氢反应器、脱氢反应器缓冲罐、丁酮干燥塔、回流罐、丁酮精制塔。本发明所述的丁酮制备与精制系统中，由乙酸仲丁酯加氢制备的仲丁醇的反应中由于原料纯度高、温度分布均匀、物料停留时间控制严格，因此在乙醇脱水塔中不需要格外的共沸剂，仅用副产物与水的共沸作用就可将乙醇中的水分脱除；原料转化率和仲丁醇选择性比较高，副反应少，容易精制，两反应器的副产重组分是在仲丁醇精制塔塔釜中采出。

Description

丁酮的制备与精制的系统
技术领域
本发明涉及一种丁酮的制备与精制的系统。
技术背景
随着乙酸仲丁酯在市场上的应用与推广，开发出了不同的用途，其应用前景使得生产规模的不断扩大。从2008年至今，乙酸仲丁酯已经成为一种大宗化工产品，其下游产品的开发也逐渐引起各大生产厂家与科研结构的关注。
在乙酸仲丁酯的下游产品中仲丁醇是最重要的一种，其可以用作乳化剂、染料分散剂、脱水剂、脱漆剂、工业洗涤剂等，还用作增塑剂、除草剂、油脂萃取剂。由于往涂料中添加适量的仲丁醇能增加涂料的加工性能和延展性，故可用作硝基喷漆、硝基漆稀释剂的助溶剂。同时也是生产香料、染料、润湿剂、浮选剂等的重要原料之一。但是目前仲丁醇的最大的用途还是在于作为生产丁酮的中间体。丁酮的市场消费量巨大，导致了其生产原料仲丁醇的市场需求量也很大，比例达到90％以上。
目前，丁酮的生产方法有正丁烯法、丁烷液相氧化法、异丁苯法、异丁烯氧化法、丁二烯催化水解法、混合碳四烃氧化法等十余种。工业生产方法主要为正丁烯法、丁烷液相氧化法和异丁苯法3种，其中又以正丁烯法应用工业化生产最为普遍。此法存在单程反应转化率低，产物分离复杂，能耗高的缺点。因此，很有必要进一步寻求节能并且环保的合成仲丁醇的新方法。
因此，开发乙酸仲丁酯下游产品具有十分重要的意义，可以延伸乙酸仲丁酯产业链，解决将来可能的产能过剩问题。
中国专利CN102351672A提供了一种连续高效甲乙酮的方法.该方法是有机磺酸为催化剂，以2,3一丁二醇为原料在搅拌反应釜中液相脱水制备甲乙酮,据描述2,3一丁二醇的转化率可达到95％以上，甲乙酮的可达到收率91％以上。
在专利号CN103170352A中介绍了一种乙酸仲丁酯加氢催化剂及制备方法和应用，据该方法介绍该催化剂含有铜和钯活性组分元素以及锌和锆助剂组分元素，在200℃左右仲丁醇的选择性高达100％。该专利在催化剂组分方面做了很多的研究，但是没有就制备工艺和仲丁醇的精制做任何说明，也没有对加氢反应的条件做进一步的探索研究。
在专利号CN102992984A中介绍了一种丁酮的制备方法，该方法是将乙酸仲丁醋和低碳醇进行酯交换反应在反应精馏塔中得到仲丁醇，然后仲丁醇进行脱氢反应得到丁酮。该方法中的酯交换反应是离子交换树脂的作用下，在精馏塔的塔釜中完成的反应，催化剂可以选酸性树脂也可以选碱性树脂，但是文中没有对酯交换反应做进一步优化，并且该反应精馏方式也存在很大的局限性。同时在催树脂催化剂选用上，酸性树脂与碱性树脂在本反应中由于水的存在需要做进一步的调整，从而影响后续产物精制的步骤。
在专利号CN102976892A中介绍了醋酸酯加氢制乙醇的方法，该方法在装填有铜基催化剂的固定床反应器中，在一定的温度、压力、氢酯质量比以及氢气循环的条件下，进行醋酸酯加氢反应生成乙醇；该方案中的醋酸酯为醋酸甲酯与醋酸乙酯，它们的加氢副产物为甲醇，因此可以气相循环使用。
发明内容
本发明提供了一种丁酮的制备与精制系统，目的是为了扩展乙酸仲丁酯行业的衍生品，解决其因产能扩大可能会导致的产品过剩的问题。
本发明的丁酮的制备与精制系统包括：第一预热器(乙酸仲丁酯气化器)、分离器、压缩机、第二预热器、加氢反应器、高压缓冲罐、低压缓罐、粗醇分离塔、仲丁醇精制塔、乙醇精制塔、第三预热器(仲丁醇预热器)、脱氢反应器、脱氢反应器缓冲罐、丁酮干燥塔、回流罐、丁酮精制塔，其中原料进料管经连接混合阀，压缩氢气管线也连接混合阀，混合阀经第二预热器后由管道连接于加氢反应器入口，加氢反应器的出口经由第一预热器连接高压缓冲罐入口，高压缓冲罐的气相出口管道连接分离器(氢气提纯系统)，分离器经由压缩机进一步连接于氢气进料管道，高压缓冲罐的液相出口管道连接低压缓冲罐入口，低压缓冲罐液相出口连接粗醇分离塔入口，粗醇分离塔塔顶出口连接乙醇脱水塔的入口，粗醇分离塔的塔釜出口连接仲丁醇精制塔入口，仲丁醇精制塔塔顶出口连接第三预热器(即仲丁醇预热器)，仲丁醇预热器出口连接脱氢反应器入口，脱氢反应器出口连接脱氢产物缓冲罐入口，脱氢产物缓冲罐的气相出口管道连接分离器(氢气提纯系统)，氢气提纯系统进一步经由压缩机连接于氢气进料管道，脱氢产物缓冲罐的液相出口管道连接丁酮干燥塔，丁酮干燥塔塔釜出口连接丁酮精制塔，丁酮精制塔塔顶出口连接丁酮产品输出管道，塔釜出口管道返回仲丁醇精制塔入口。其中，粗醇分离塔、乙醇脱水塔、仲丁醇精制塔、丁酮干燥塔、丁酮精制塔各自包括塔顶冷凝器、回流罐和塔底再沸器。
优选地，在所有的预热器(换热器)的进出口都设置副线，用于控制各个预热器(或换热器)的换热程度。
优选地，脱氢反应产物缓冲罐气相出口设有冷凝器，气相中冷凝组分经冷凝器后返回到该缓冲罐中。
优选地，丁酮脱水塔的回流罐罐顶设有共沸剂环己烷引入口，其以回流的形式进入丁酮脱水塔系统。
使用上述系统的丁酮的制备与精制方法包括以下步骤：
(A)乙酸仲丁酯预热气化(使用乙酸仲丁酯气化器)后与氢气混合，进一步预热后进入装有加氢催化剂的加氢反应器(优选固定床反应器)中进行加氢反应，得到含有仲丁醇、乙醇、未反乙酸仲丁酯、水、重质物及丁酮的加氢产物；
(B)将步骤(A)中得到的加氢产物(优选在与乙酸仲丁酯进料换热后)进入粗醇分离塔进行分离，塔顶得到粗乙醇，塔釜组分进入仲丁醇精制塔进行精制；
(C)将步骤(B)得到粗乙醇进入乙醇精制塔中；通过其组分的共沸作用塔顶得到水、乙酸乙酯、丁酮的混合物，塔底得到无水乙醇。
(D)将仲丁醇精制塔中得到的高纯度仲丁醇预热后进入到装有脱氢催化剂的脱氢反应器中进行脱氢反应，获得含有丁酮、未反仲丁醇、水及重质物的脱氢产物；
(E)将步骤(D)获得的脱氢产物引入到丁酮干燥塔中，通过共沸精馏脱去粗丁酮中的水；
(F)让步骤(E)中在丁酮干燥塔中脱水后的粗丁酮进入丁酮精制塔蒸馏，在丁酮精制塔塔顶得到质量分数99％以上的丁酮。
优选地，粗醇分离塔塔顶得到的粗乙醇进入到乙醇脱水塔精制。
优选地，将经过加氢反应器后的物料(反应后产物)换热(与乙酸仲丁酯气化器换热至例如250～300℃，优选270～280℃，流过第一预热器与乙酸仲丁酯原料热交换)后经两级减压缓冲罐中进行气液分离，其中高压缓冲罐中气相不凝气组部分返回到原料氢气进料处，经氢气提纯装置后回收使用，液相进低压缓冲罐；低压缓冲罐中的气相去火炬，减压后液相进入到粗醇分离塔中。在粗醇分离塔中，加氢反应产物中含有的乙醇，及少量的水、丁酮、乙酸乙酯的物料进入塔顶的回流罐中。该部分物料去乙醇脱水塔，经精制可以得到无水乙醇。粗醇分离塔塔釜主要为仲丁醇和未反乙酸仲丁酯及少量重质物的混合物，对混合物进一步恒沸精制可以得高纯度的仲丁醇。
在步骤(A)中可以采用的加氢工艺有悬浮床加氢、固定床气相加氢、固定床滴流加氢；本反应中乙酸仲丁酯碳原子数目小于10，优选用固定床气相加氢。
在步骤(A)中，所用催化剂的加氢催化剂选用常用的铜基催化剂外，还可以选用其他加氢催化剂，例如锰氧催化剂、贵金属催化剂，所述的加氢催化剂包括铜基催化剂、锰氧化物催化剂、贵金属催化剂。例如MnO2/γ-Al2O3催化剂、Ru-Sn催化剂、Ru-B催化剂等。其中铜基催化剂生产工艺成熟，可靠性及性价比高，本方案中优先采用铜基催化剂。铜基催化剂包括：铜/铬元素重量比为1～30的铜-铬催化剂，铜/镍元素重量比为10～20的铜-镍催化剂，铜/银元素重量比为1～40的铜-银催化剂，上述催化剂的负载为氧化铝、二氧化硅、介孔分子筛中的一种。载体占催化剂总重量的20％～80％，优选30％～60％。
优选的，铜-铬原子重量比为1～30，优选为2～25，负载优选氧化铝。
优选的，铜-银原子重量比为1～40，优选为10～25，负载优选二氧化硅。
优选的，铜-镍原子重量比为10～20，优选为12～18，负载优选介孔分子筛。
在步骤(A)和步骤(D)中，所述的加氢反应和脱氢反应的进料方式可以使上进下出或者下进上出的进料方式，根据实验结果比较，本方案中优选均采用上进下出的进料方式。
步骤(D)中所用的脱氢催化剂为铜基催化剂。例如Cu/Zn/Al催化剂或Cu/SiO2催化剂，优选Cu/Zn/Al催化剂。
步骤(E)中脱氢反应器出口物料中有水，仲丁醇，丁酮以及少量重质物。将反应后的物料经脱氢反应器缓冲罐后，气相经罐顶冷凝器后气相中夹带的仲丁醇、丁酮的蒸汽经冷凝后返回到脱氢反应器缓冲罐中，不凝组分去氢气管网经氢气提纯装置后回收使用。
步骤(E)中的丁酮脱水塔是通过共沸精馏脱去丁酮的水，共沸剂为正己烷、苯、环己烷中的一种，优选为正己烷；其中共沸剂是通过丁酮脱水塔的回流罐罐顶加入，以回流的形式进入该塔系统。
根据本发明的所述方法中，在步骤(A)和步骤(D)中所述的反应器包括釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器。本发明中加氢与脱氢反应均采用固定床反应器。优选地，在步骤(A)、(B)、(D)中，通过在所有的预热器中设置有带阀门的管道联通进出口，用于控制各个换热器的换热程度。
根据本发明的所述方法中，在步骤(A)中，加氢反应的反应条件为：温度200～350℃，优选为250～300℃；压力为2～6MPa，优选为3～5MPa；质量空速为0.2～4hr-1，优选为0.5～3hr-1；物料中氢气与乙酸仲丁酯的质量比为20～50，优选为25～40，优选30～35。
优选地，粗醇分离塔是在塔顶70～90℃，优选75～85℃，更优选80℃，塔釜80～100℃，优选85～95℃，更优选约90℃，回流比1～5，优选2～3的条件下操作，塔系统为常压或微正压，优选微正压(1～3kPa)。
优选地，仲丁醇精制塔是在塔顶70～80℃，优选约74℃，塔釜75～85℃，优选约80℃、塔系统微正压(1～3kPa)，回流比2～6，优选3～4的条件下操作
优选地，脱氢反应器是在温度250～400℃，优选280～350℃，压力0～0.3MPa，优选为0.1～0.2MPa质量空速为1～6hr-1的条件下操作，优选为2～5hr-1
优选地，丁酮干燥塔是在共沸剂为正己烷，常压下，塔顶58～68℃，约63℃，塔釜70～80℃，优选约74℃，回流比2～6，优选3～4的条件下操作。
优选地，丁酮精制塔是在常压下，塔顶70～80℃，优选约75℃，塔釜75～86℃，优选约82℃，回流比1～6，优选约2～4的条件下操作。
优选地，乙酸仲丁酯经乙酸仲丁酯气化器加热至105～120℃，优选110～115℃，优选，进一步经预热器加热至200～280℃，优选200～250℃。
本发明的优点和效果
本发明所述的丁酮制备与精制系统中，由乙酸仲丁酯加氢制备的仲丁醇的反应中由于原料纯度高、温度分布均匀、物料停留时间控制严格，因此在乙醇脱水塔中不需要格外的共沸剂，仅用副产物与水的共沸作用就可将乙醇中的水分脱除；原料转化率和仲丁醇选择性比较高，副反应少，容易精制，两反应器的副产重组分是在仲丁醇精制塔塔釜中采出。
根据本发明所述的系统，在制备丁酮的过程中，原料纯度高、副反应少、工艺简单、流程短，所有的原料及反应产物中都没有含有腐蚀性及极易挥发的物质因此对工艺设备的要求不高，副产物重组分可以作为燃料油产品，环境友好。
附图说明
图1所示为本发明的丁酮制备与精制系统。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的丁酮制备与精制系统。如图1所示，本发明的丁酮制备与精制系统包括：第一预热器(乙酸仲丁酯气化器)1、分离器2、压缩机3、第二预热器4、加氢反应器5、高压缓冲罐6、低压缓罐7、粗醇分离塔8、仲丁醇精制塔10、乙醇精制塔9、第三预热器(仲丁醇预热器)11、脱氢反应器12、脱氢反应器缓冲罐13、丁酮干燥塔14、丁酮干燥塔14塔顶设置的回流罐15、丁酮精制塔16，其中原料进料管经乙酸仲丁酯气化器1连接于混合阀入口，氢气进料管道也连接于混合阀入口，混合阀出口经由第二预热器4连接于加氢反应器5的入口，加氢反应器5的出口经由第一预热器1(与第一预热器1换热)连接高压缓冲罐6入口，高压缓冲罐6的气相出口管道连接分离器2(氢气提纯系统)，分离器2经由压缩机3进一步连接于氢气进料管道，高压缓冲罐6的液相出口管道连接低压缓冲罐7入口，低压缓冲罐7液相出口连接粗醇分离塔8入口，粗醇分离塔8塔顶出口连接乙醇脱水塔9的入口，粗醇分离塔8的塔釜出口连接仲丁醇精制塔10入口，仲丁醇精制塔10塔顶出口连接第三预热器即仲丁醇预热器11，仲丁醇预热器11出口连接脱氢反应器12入口，脱氢反应器12出口连接脱氢产物缓冲罐13入口，脱氢产物缓冲罐13的气相出口管道连接分离器2，分离器2经由压缩机3进一步连接于氢气进料管道，脱氢产物缓冲罐13的液相出口管道连接丁酮干燥塔14，丁酮干燥塔14塔釜出口连接丁酮精制塔16，丁酮精制塔16塔顶出口连接丁酮产品输出管道，塔釜出口管道返回仲丁醇精制塔10入口；
其中，粗醇分离塔8、乙醇脱水塔9、仲丁醇精制塔10、丁酮干燥塔14、丁酮精制塔16各自包括塔顶冷凝器、回流罐和塔底再沸器。优选，脱氢反应产物缓冲罐13气相出口设有冷凝器，气相中冷凝组分经冷凝器后返回到该缓冲罐中。丁酮脱水塔的回流罐15罐顶设有共沸剂环己烷引入口，其以回流的形式进入丁酮脱水塔系统。
使用上述系统的的丁酮制备与精制的方法包括以下步骤：
(A)乙酸仲丁酯预热气化后与氢气混合，进一步预热后进入装有加氢催化剂的加氢反应器(优选固定床反应器)中进行加氢反应，得到含有仲丁醇、乙醇、未反乙酸仲丁酯、水、重质物及丁酮的加氢产物；
(B)将步骤(A)中得到的加氢产物进入粗醇分离塔进行分离，塔顶得到粗乙醇，塔釜组分进入仲丁醇精制塔进行精制；
(C)将步骤(B)得到粗乙醇进入乙醇精制塔中；通过其组分的共沸作用塔顶得到水、乙酸乙酯、丁酮的混合物，塔底得到无水乙醇。
(D)将仲丁醇精制塔中得到的高纯度仲丁醇预热后进入到装有脱氢催化剂的脱氢反应器中进行脱氢反应，获得含有丁酮、未反仲丁醇、水及重质物的脱氢产物；
(E)将步骤(D)获得的脱氢产物与正己烷混合后进入到丁酮干燥塔中，通过共沸精馏脱去粗丁酮中的水；
(F)让步骤(E)中脱水后的粗丁酮进入丁酮精制塔蒸馏，在丁酮精制塔塔顶得到质量分数99％以上的丁酮。
优选地，粗醇分离塔塔顶得到的粗乙醇进入到乙醇精制塔精制。
根据本发明的所述方法，在步骤(B)中，仲丁醇精制塔的塔板数或理论塔板数优化为15～20块。
根据本发明的所述方法，在步骤(D)中，丁酮干燥塔的塔板数或理论塔板数优化为15～20块。
根据本发明的所述方法，在步骤(E)中，丁酮精制塔的塔板数或理论塔板数优化为15～30块。
根据本发明的所述方法中，步骤(A)的反应器包括釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器，本发明中加氢反应在固定床反应器中进行。
本发明中，所述加氢催化剂是根据常规的方法制备得到的。例如，所述的铜-铬催化剂的制备方法可以包括：采取过量浸渍的方法，将过量的载体γ-Al2O3加入到按照一定原子比配制硝酸铜和硝酸铬的混合溶液中，常温浸渍20h，过滤除过量溶液后将滤渣置于烘箱中120℃下干燥12h，然后置于马弗炉中焙烧，从而得到铜-铬催化剂。所述的载体包括γ-Al2O3、BaO-γ-Al2O3、MgO-γ-Al2O3等。所述的硝酸铜和硝酸铬溶液中Cu/Cr原子比为1-30，所述的焙烧温度为300～600℃，焙烧时间为3-9h。
本发明中，所述脱氢铜-锌催化剂是根据常规的方法制备得到的。例如，所述的铜-锌催化剂的制备方法可以包括：采取共沉淀法，将碳酸氢钠溶液加入到一定温度下的铜、锌的水溶性盐的混合液中，以酸碱中形式产生氢氧化物沉淀作为活性组分然后加入氢氧化铝搅拌混合，将溶液抽滤后得到的滤饼置于烘箱中在120℃下烘6h。再置于马弗炉中焙烧后用机械挤压得到铜-锌催化剂。所述的混合液温度为60-80℃，所述的焙烧条件为：焙烧温度为300—400℃。焙烧时间为4-8h。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
在以下实施例中，乙酸仲丁酯的转化率、仲丁醇的选择性、仲丁醇的转化率以及丁酮的选择性分别根据以下计算式计算得到。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的丁酮的制备方法。
(1)加氢催化剂的制备
按照Cu/Cr原子比为2.35配制。分别取硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)70g和硝酸铬(Cr(NO3)3·9H2O)50g在50℃下分别溶于水配成混合水溶液称量12g载体γ-Al2O3加入到溶液中，在保温箱中维持25℃浸渍20h。普通过滤除去多余溶液，将过滤物置于烘箱中在120℃下干燥12h，然后置于马弗炉中焙烧，在500℃下焙烧5h得到铜-铬催化剂。然后取4份重量的所述铜-铬催化剂和1份重量的氧化铝颗粒混合均匀。
(2)仲丁醇的制备
加氢反应器为小型不锈钢固定床反应器。反应腔内径14mm，填充30g布置步骤(1)中制备的催化剂在恒温区，其床层中间有测温热电偶，反应腔上下装填有小瓷球床层用来固定催化剂。用反应器外壁的热电偶来控制反应温度，加热方式为可控热电阻。反应器升温至250℃，氢气与乙酸仲丁酯以质量比30：1混合以质量空速为1.0hr-1进入到固定床反应器中。维持反应器压力3.0MPa，收集仲丁醇。对收集的产物进行色谱分析后，计算可得知，乙酸仲丁酯的转化率为99.5％，仲丁醇的选择性为99.8％。
(3)脱氢催化剂的制备
采取共沉淀法制备脱氢催化剂，将过量碳酸氢钠(浓度为0.1mol/L-1)溶液加入到70℃下的铜、锌的硝酸盐的混合液(铜、锌原子摩尔比为1：1)中，至不再产生沉淀后加入氢氧化铝，在该温度下搅拌30min。接着将溶液抽滤，得到的滤饼置于烘箱中在120℃下烘6h，再置于马弗炉中350℃下焙烧5h得到铜-锌催化剂。然后取10份重量的上述铜-锌催化剂和3份重量的γ-Al2O3混合均匀，并压片成型，然后研磨后筛选出10-20目的催化剂。
(4)丁酮的制备
采用以上(2)中所用的固定床反应器。将反应器升温至200℃，并将氢气与氮气的混合气体(体积比2:1)注入到反应器中活化反应器1h，然后将以上(2)中得到的仲丁醇以质量空速3h-1通入到反应器中，并维持反应器微正压。将步骤(2)中装填有催化剂的加氢反应器与设备如附图所示连接起来。反应原料为工业级乙酸仲丁酯(质量分数为99.2％、含水0.0054％、酸为75PPm、蒸发残渣为0.0456％)及工业级氢气(体积分数H2为99.54％、H2S为9PPm、O2为0.4PPm、H2O为8PPm、C1为0.09％)。将乙酸仲丁酯用乙酸仲丁酯气化器预热到112℃后与加压到3.2MPa的氢气以摩尔比1:30在混合阀处混合，用预热器预热至220℃后进入到已经预热到300℃的加氢反应器中反应。反应后的产物(重量组成：乙醇16.86％、丁酮0.637％、仲丁醇81.733％、乙酸仲丁酯0.075％、乙酸乙酯0.683％、水0.010％)与第一预热器换热，冷却到约270℃，其中的不凝气相经高压缓冲罐底部气相管(氢气99％Vol、O2为3PPm、C1为0.7％)回加原料氢气进料处中，液相经低压缓冲罐后进入粗醇分离塔蒸馏分离。粗醇分离塔在塔顶约80℃，塔釜约90℃的条件下操作。粗醇分离塔塔顶冷凝液(重量组成：乙醇93.98％、丁酮2.00％、乙酸乙酯3.46％、水0.55％)进入到乙醇脱水塔，塔釜馏分(重量组成：重质物0.30％、仲丁醇95.62％、乙酸仲丁酯4.07％)进入仲丁醇精制塔。在乙醇脱水塔中，在塔顶约70℃，塔釜约75℃的条件下操作；塔顶冷凝液在冷凝罐含有乙酸乙酯、水、丁酮的物料定期采出，塔釜得到无水乙醇。粗醇分离塔塔釜液进入到仲丁醇精制塔中恒沸精馏(塔顶约74℃，塔釜约80℃)，塔顶气相冷凝后得到99％以上仲丁醇(质量分数为99.3％、含水0.024％、酸为0.00101％、蒸发残渣为0.0214％)，塔釜液中重质物定期采出。仲丁醇精制塔塔顶产物经冷凝后去第三预热器，预热到200℃后进入到脱氢反应器中，得到的脱氢产物经缓冲罐后去丁酮脱水塔；在丁酮脱水塔在(塔釜约65℃,塔顶约60℃)与回流中的正己烷混合,共沸后脱去其中的水后去丁酮精制塔；在丁酮精制塔中(塔釜82℃,塔顶75℃)精馏后,塔顶可得到高纯度丁酮,塔釜液回仲丁醇精制塔回收几种未反应的仲丁醇.
经计算乙酸仲丁酯的转化率为98.91％，仲丁醇的选择性为99.54％。对收集的产物进行色谱分析后，计算可得知，仲丁醇的转化率为99.5％，丁酮的选择性为94.8％，产品丁酮的纯度99.2％。
对比例1
本对比例用于说明该系统对催化剂的适用情况。
根据实施例1中的方法制备丁酮，所不同的是，选用的脱氢催化剂为《石油化工》2005年34卷第9期818～821中提到的BC-DH2004催化剂。在反应温度250～270℃、液态空速4h-1下、压力0.1MPa对得到的脱氢产物分析计算可得知，丁酮的选择性为87.2％。
实施例2
本实施例用于说明本发明所述的丁酮的制备方法。根据实施例1的方法制备丁酮，所不同的是加氢催化剂的制备。按照Cu/Ni原子比为12配制采用铜-镍催化剂，负载优选为氧化铝占催化剂总重的50％。
通过计算可得知，仲丁醇的转化率为97.2％，丁酮的选择性为97.8％，产品丁酮的纯度99.4％
实施例3
本实施例用于说明本发明所述的丁酮的制备方法。根据实施例1的方法制备丁酮，所不同的是加氢催化剂的制备。按照Cu/Ag原子比为20配制采用铜-镍催化剂，负载优选为二氧化硅占催化剂总重的30％。
通过计算可得知，仲丁醇的转化率为94.5％，丁酮的选择性为98.8％，产品丁酮的纯度99.1％
实施例4
本实施例用于说明本发明所述的丁酮的制备方法。
根据实施例1中的方法制备丁酮，所不同的是，脱氢催化剂选用Cu/SiO2催化剂。
Cu/SiO2催化剂的制备
采用浸渍法制备Cu/SiO2催化剂。称取一定量的二氧化硅,按一定比例将硝酸铜和硝酸锌的盐溶于去离子水,等体积浸渍到载体上。然后将上述催化剂在80℃水浴上搅拌干燥后转入真空烘箱120℃烘干，最后在管式炉中400℃下焙烧；得到的催化剂在在H2-Ar(含10％H2)混合气氛下还原后就可以直接装填到反应器中使用。
通过计算可得知，仲丁醇的转化率为99.5％，丁酮的选择性为89.5％。

Claims (4)

1.一种丁酮的制备与精制系统，其包括：第一预热器、分离器、压缩机、第二预热器、加氢反应器、高压缓冲罐、低压缓罐、粗醇分离塔、仲丁醇精制塔、乙醇精制塔、第三预热器、脱氢反应器、脱氢反应器缓冲罐、丁酮干燥塔、回流罐、丁酮精制塔，其中原料进料管经连接混合阀，压缩氢气管线也连接混合阀，混合阀经第二预热器后由管道连接于加氢反应器入口，加氢反应器的出口连接高压缓冲罐入口，高压缓冲罐的气相出口管道连接分离器，分离器经由压缩机进一步连接于氢气进料管道，高压缓冲罐的液相出口管道连接低压缓冲罐入口，低压缓冲罐液相出口连接粗醇分离塔入口，粗醇分离塔塔顶出口连接乙醇脱水塔的入口，粗醇分离塔的塔釜出口连接仲丁醇精制塔入口，仲丁醇精制塔塔顶出口连接第三预热器，仲丁醇预热器出口连接脱氢反应器入口，脱氢反应器出口连接脱氢产物缓冲罐入口，脱氢产物缓冲罐的气相出口管道连接分离器，氢气提纯系统进一步经由压缩机连接于氢气进料管道，脱氢产物缓冲罐的液相出口管道连接丁酮干燥塔，丁酮干燥塔塔釜出口连接丁酮精制塔，丁酮精制塔塔顶出口连接丁酮产品输出管道，塔釜出口管道返回仲丁醇精制塔入口；
其中，粗醇分离塔、乙醇脱水塔、仲丁醇精制塔、丁酮干燥塔、丁酮精制塔各自包括塔顶冷凝器、回流罐和塔底再沸器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，脱氢反应产物缓冲罐气相出口设有冷凝器，气相中冷凝组分经冷凝器后返回到该缓冲罐中。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，原料氢气进分离器，分离器出口接压缩机，压缩机出口连接混合阀；高压缓冲罐气相出口与脱氢产物缓冲罐气相出口连接原料氢气管道。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，丁酮脱水塔的回流罐罐顶设有共沸剂环己烷引入口，其以回流的形式进入丁酮脱水塔系统。
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