CN111530379A - 一种制备异丁烯的工艺方法和工艺装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备异丁烯的工艺方法和工艺装置，包括依次连接的催化蒸馏塔、冷却器、缓冲罐、采出泵；叔丁醇从催化蒸馏塔上部的进料口进入到塔内，在塔内树脂催化剂的催化作用下脱水生成异丁烯；脱除的水由催化蒸馏塔底部的出料口II采出，采出后分为两部分，一部分流经再沸器后由再沸物料进口返回到催化蒸馏塔中实现再沸功能，另一部分直接采出至水处理装置中；生成的异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出，经冷却器冷却后进入缓冲罐中，然后由采出泵采出后分为两部分，一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，另一部分作为产品采出。本发明工艺简单、容易操作、其单程转化率高，降低了能耗和设备投资。

Description

一种制备异丁烯的工艺方法和工艺装置
技术领域
本发明涉及一种制备异丁烯的工艺方法和工艺装置。
背景技术
异丁烯，又名2-甲基丙烯，是一种重要的化工原料，其主要用于制备丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯腈、抗氧剂、叔丁酚、叔丁基醚等。生产异丁烯的方法有C4馏分分离、叔丁醇脱水、MTBE裂解等。其中C4馏分分离，很难得到纯度较高的异丁烯。MTBE裂解虽然可以得到高纯度异丁烯，但是其分离精制工艺复杂，能耗比较大。叔丁醇脱水法不仅可以获得高纯度异丁烯，而且其方法流程简单，副反应少，分离精制容易，操作成本低。所以叔丁醇脱水法有很好的前景，但是现有的叔丁醇脱水法其单程转化率比较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种制备异丁烯的工艺方法和工艺装置，本发明工艺简单、容易操作、其单程转化率高，降低了能耗和设备投资。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备异丁烯的工艺装置，包括依次连接的催化蒸馏塔、冷却器、缓冲罐、采出泵，其特征在于：
所述的催化蒸馏塔，塔顶设有出料口I、塔底设有出料口II；塔壁一侧上部设有进料口、另一侧上部设有回流口，回流口的位置高于进料口；其中：所述的进料口与提供叔丁醇的装置相连接；所述的出料口II与水处置装置相连接；所述的出料口I依次连接所述的冷却器、缓冲罐、采出泵；所述的采出泵，泵出口分为两路，一路与回流口相连接，一路与异丁烯采收装置相连接。
上述技术方案中，所述的催化蒸馏塔，塔壁下部配设有再沸器。
上述技术方案中，所述的催化蒸馏塔，塔壁下部设有再沸物料进口，出料口II除了与水处理装置相连接外，还分出一路通过再沸器与再沸物料进口相连接从而实现再沸作用。
上述技术方案中，所述的催化蒸馏塔，塔内装填有树脂催化剂，优选为磺酸树脂催化剂，进一步优选为大孔磺酸树脂催化剂。
本发明还提供一种制备异丁烯的工艺方法，包括以下步骤：叔丁醇从催化蒸馏塔上部的进料口进入到塔内，在塔内树脂催化剂的催化作用下脱水生成异丁烯；脱除的水由催化蒸馏塔底部的出料口II采出，采出后分为两部分，一部分流经再沸器后由再沸物料进口返回到催化蒸馏塔中实现再沸功能，另一部分直接采出至水处理装置中；生成的异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出，经冷却器冷却后进入缓冲罐中，然后由采出泵采出后分为两部分，一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，另一部分作为产品采出。
上述技术方案中，所述的叔丁醇，进料温度为20～30℃、优选为25℃。
上述技术方案中，所述的叔丁醇，进料压力为5～15bar、优选为10bar。
上述技术方案中，所述的叔丁醇，进料质量空速为0.5-6h-1。
上述技术方案中，所述的树脂催化剂为耐高温型树脂催化剂，优选为D006型或D008型树脂催化剂。
上述技术方案中，所述催化蒸馏塔，塔顶温度为50～55℃，优选为53.77℃。
上述技术方案中，所述催化蒸馏塔，塔顶压力为4～6bar，优选为5bar。
上述技术方案中，所述催化蒸馏塔，塔底温度为150～160℃，优选为159℃。
上述技术方案中，所述催化蒸馏塔，塔底压力为5～8bar，优选为6bar。
上述技术方案中，异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出经冷却器冷却后再进入缓冲罐中，冷却温度为40～45℃，优选为42.7℃。
上述技术方案中，异丁烯由采出泵采出后一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，所述的回流比为1-10：1。
本发明技术方案的优点在于：本发明采用催化蒸馏技术对叔丁醇脱水制异丁烯，催化剂采用树脂催化剂，该方法工艺简单、容易操作、其单程转化率高，降低了能耗和设备投资。
附图说明
图1：为本发明制备异丁烯的工艺装置的整体结构示意图；
图2：为本发明制备异丁烯的工艺方法的流程图；
其中，其中，1、催化蒸馏塔，2、再沸器，3、冷却器，4、缓冲罐，5、采出泵，6、进料口，7、出料口I，8、回流口，9、出料口II，10、再沸物料进口。
具体实施方式
以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述，但本发明并不限于以下描述内容：
本发明首先提供一种制备异丁烯的工艺装置，包括依次连接的催化蒸馏塔1、冷却器3、缓冲罐4、采出泵5，如图1所示：
所述的催化蒸馏塔1，塔顶设有出料口I7)、塔底设有出料口II9；塔壁一侧上部设有进料口6、另一侧上部设有回流口8，回流口的位置高于进料口；其中：所述的进料口与提供叔丁醇的装置相连接；所述的出料口II与水处置装置相连接；所述的出料口I依次连接所述的冷却器、缓冲罐、采出泵；所述的采出泵，泵出口分为两路，一路与回流口相连接，一路与异丁烯采收装置相连接；
所述的催化蒸馏塔，塔壁下部配设有再沸器2；
所述的催化蒸馏塔，塔壁下部设有再沸物料进口10，出料口II除了与水处理装置相连接外，还分出一路通过再沸器2与再沸物料进口相连接从而实现再沸作用；
所述的催化蒸馏塔，塔内装填有树脂催化剂，所述的树脂催化剂为耐高温型树脂催化剂，优选为D006型或D008型树脂催化剂。
本发明还提供一种制备异丁烯的工艺方法，流程图如图2所示，包括以下步骤：叔丁醇从催化蒸馏塔上部的进料口进入到塔内，在塔内树脂催化剂的催化作用下脱水生成异丁烯；脱除的水由催化蒸馏塔底部的出料口II采出，采出后分为两部分，一部分流经再沸器后由再沸物料进口返回到催化蒸馏塔中实现再沸功能，另一部分直接采出至水处理装置中；生成的异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出，经冷却器冷却后进入缓冲罐中，然后由采出泵采出后分为两部分，一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，另一部分作为产品采出。
下面结合具体的实施例对本发明进行阐述。
实施例1：
一种制备异丁烯的工艺方法，来自罐区的叔丁醇从催化蒸馏塔上部的进料口进入，进料温度为25℃，进料压力为10bar，进料空速为3h-1；经D008型树脂催化剂的催化作用下脱水生成异丁烯，催化蒸馏塔塔顶温度为53.77℃，塔顶压力为5bar，塔底温度为159℃，塔底压力为6bar；脱除的水由催化蒸馏塔底部出料口II采出，采出后分为两部分，一部分经再沸器由再沸物料进口返回到催化蒸馏塔中实现再沸，另一部分直接采出；生成的异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出经冷却器冷却至42.7℃后进入缓冲罐，然后由采出泵采出后分为两部分，一部分由回流口回流(回流比为5：1)至催化蒸馏塔中，一部分作为产品采出。
本实施例，叔丁醇反应转化率为99.8％，总收率98.6％。
上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备异丁烯的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：叔丁醇从催化蒸馏塔上部的进料口进入到塔内，在塔内树脂催化剂的催化作用下脱水生成异丁烯；脱除的水由催化蒸馏塔底部的出料口II采出，采出后分为两部分，一部分流经再沸器后由再沸物料进口返回到催化蒸馏塔中实现再沸功能，另一部分直接采出至水处理装置中；生成的异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出，经冷却器冷却后进入缓冲罐中，然后由采出泵采出后分为两部分，一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，另一部分作为产品采出。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述的叔丁醇，进料温度为20～30℃，进料压力为5～15bar，进料质量空速为0.5-6h-1。
3.根据权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，所述的叔丁醇，进料温度为25℃。进料压力为10bar。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述的树脂催化剂为耐高温型树脂催化剂。
5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述催化蒸馏塔，塔顶温度为50～55℃，塔顶压力为4～6bar；塔底温度为150～160℃，塔底压力为5～8bar。
6.根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于，所述催化蒸馏塔，塔顶温度为53.77℃，塔顶压力为5bar，塔底温度为159℃，塔底压力为6bar。
7.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出经冷却器冷却后再进入缓冲罐中，冷却温度为40～45℃。
8.根据权利要求7所述的工艺方法，其特征在于，异丁烯由催化蒸馏塔顶部的出料口I采出经冷却器冷却后再进入缓冲罐中，冷却温度为42.7℃。
9.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，异丁烯由采出泵采出后一部分由回流口回流至催化蒸馏塔中，所述的回流比为1-10：1。
10.一种制备异丁烯的工艺装置，包括依次连接的催化蒸馏塔(1)、冷却器(3)、缓冲罐(4)、采出泵(5)，其特征在于：
所述的催化蒸馏塔(1)，塔顶设有出料口I(7)、塔底设有出料口II(9)；塔壁一侧上部设有进料口(6)、另一侧上部设有回流口(8)，回流口的位置高于进料口；其中：所述的进料口与提供叔丁醇的装置相连接；所述的出料口II与水处置装置相连接；所述的出料口I依次连接所述的冷却器、缓冲罐、采出泵；所述的采出泵，泵出口分为两路，一路与回流口相连接，一路与异丁烯采收装置相连接；
所述的催化蒸馏塔，塔壁下部配设有再沸器(2)；
所述的催化蒸馏塔，塔壁下部设有再沸物料进口(10)，出料口II除了与水处理装置相连接外，还分出一路通过再沸器(2)与再沸物料进口相连接从而实现再沸作用；
所述的催化蒸馏塔，塔内装填有树脂催化剂。
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