TW574212B - Process for producing isobutylene and methanol - Google Patents

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574212 9556pifl.doc 玖、發明說明： 發明領域 本發明係關於一種製造異丁烯及甲醇的方法。更定言 之’本發明係關於一種製造異丁烯及甲醇的方法，其中將 甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，再將異丁烯與甲醇分 離’接著個別回收。本發明之方法能夠抑制標的產物甲醇 受到水及特丁醇污染，並且避免甲醇及異丁烯損失。 發明背景 已知利用將甲基-特•丁基醚分解成異丁烯與甲醇，並 將異丁烯與甲醇個別分離出來的方式回收異丁烯與甲醇的 方法（例如 JP 47-04188B)。 此外，U.S·專利第4,544,776號揭露，就利用甲醇醚化 C4-C7異烴類的情況而言，利用過量的水，以直接連接反 應器成爲水相萃取器的沖洗塔，萃取含有醇組份，例如甲 醇及三級醇（例如特丁醇）的醚化反應產物（例如甲基-特 ••丁基醚）。當利用蒸餾塔蒸餾水相萃取物時，從蒸餾塔頂 部取出特丁醇水雙相共沸物，因此不利地增加欲回收之甲 醇中的水含量。當該甲醇回收供醚化反應之用時，所含的 水量會促進特丁醇形成，因此最終會增加額外的”雪球效應 "。爲了解決上述之問題，該專利揭露一種方法，其中利用 過量的水萃取醇組份’使欲萃取之甲醇/水的比例變成1 : 2-1 : 5，然後所得的水相萃取物經過蒸餾，從蒸餾塔頂部 回收甲醇，並且使側物流-高濃度特丁醇回到沖洗塔。然 6 574212 9556pifl.doc 而，上述之方法非常沒有經濟效益，因爲水的比例太高， 而且該方法的缺點爲由醚化反應所形成的特丁醇最後係含 於產物甲基-特-丁基醚中，成爲其中的雜質。 此外，在利用分解甲基-特丁基醚成爲異丁烯及甲醇， 分離出異丁烯與甲醇的方式回收異丁烯及甲醇的方法裡， 特丁醇也通常含於甲基-特-丁基醚裡視爲原料，數量爲 0.2-0.8重恵％。甲基-特-丁基醚的組成比而定，雖然50-go %特丁醇通常可在第一步驟裡分解成異丁烯及水，未經分 解的特丁醇係在甲醇回收步驟裡由於殘餘的特丁醇而從蒸 餾塔頂部餾出，造成甲醇中的水含量因爲特丁醇與水共沸 而增加。 發明槪沭 本發明目的在於提供一種製造異丁烯及甲醇的方法， 其包括將甲基-特-丁基醚分解成含異丁烯與甲醇的混合 物’再分離出異丁烯與甲醇。本發明之方法能夠抑制目標 產物甲醇受到水及特丁醇污染，並且避免甲醇及異丁烯損 失。 亦即，本發明係關於一種製造異丁烯及甲醇的方法，其 包括將甲基-特-丁基醚分解成含異丁烯與甲醇之混合物，再 分離出異丁烯與甲醇，接著個別回收，其中該方法包括下 列步驟： 第一步驟：在固態酸性觸媒存在下使甲基-特-丁基醚進 行分解反應，得到含異丁烯、甲醇及副產物二烷基醚與含 7 9556pifl.doc 異丁烯二聚物及異丁烯三聚物之重組份的反應液體； 第二步驟：用水沖洗第一步驟所得之反應液體，使反應 液體分離成油相層與水相層； 第三步驟：利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得之油相層，從 蒸餾塔頂部得到含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底 部獲得含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份；及 第四步驟：利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得之水相層，從 蒸餾塔頂部得到含甲醇的餾份，從蒸餾塔底部得到含水的 餾份，及從蒸餾塔側盤上得到富含特丁醇的餾份，然後將 至少一部份從側盤所得之餾份回到第一步驟。 圖式之簡單說明 爲讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下 文特舉一較佳具體實施例，並配合所附之圖式，最詳細說 明如下： 第1圖顯示根據本發明之製造方法的流程圖。 圖式之標記說明： 1第一步驟 2. 第二步驟 3. 第三步驟 4. 第四步驟 5· 甲基-特-丁基醚（分解反應的原料） 6. 甲醇（目標產物） 574212 9556pifl.doc 7. 異丁烯（目標產物） 8. 蒸餾塔側盤上的餾份（回流循環） 9. 新鮮水 10. 廢水 11. 廢油 較佳實施例之詳細說明 本發明的第一步驟係爲一種在固態酸性觸媒的存在下 使甲基-特-丁基醚進行分解反應，獲得異丁烯，甲醇與副產 物二烷基醚與含異丁烯二聚物及異丁烯三聚物的重組份。 第一步驟的條件及特定實例包括下列所示者： 在第一步驟裡，固態酸性觸媒，例如通常使用經氧化鋁 改質之氧化矽。第一步驟通常使用固定床的氣相反應，反 應溫度通常爲150-30(^0而反應壓力通常爲常壓到10 kg/cm2G。原料的進料速度視反應溫度、反應壓力、所要的 甲基-特-丁基醚轉化率等而定，通常以每小時液態空間速度 (LHSV)計算，爲3-20 (r1)。反應氣體在熱回收設備中 冷卻後成爲液體。 在本發明的第二步驟裡，用水沖洗第一步驟的反應液 體，然後分離成油相層與水相層。第二步驟的條件與特定 實例包括下列所示者： 在第二步驟裡，任何種類的萃取塔，例如篩盤式萃取塔 及旋轉式萃取塔都可以使用。操作壓力通常爲6-8 kg/cm2G，因爲反應液體可以液相處理。沖洗水/油的重量 9 574212 9556pifl.doc 比爲大約0.4-0.8，更佳爲0.4-0.6 (甲醇/水的比例爲1 : 1·5)。此外，第四步驟裡從蒸餾塔底部取出的水一部份或 全部可回收作爲沖洗水。 在第三步驟裡，將第二步驟所得的油相層分解，從蒸餾 塔頂部獲得含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲 得含甲基-特丁基醚與重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲 得含甲基-特-丁基醚的餾份。第三步驟的條件與特定實例包 括下列所示者： 在第三步驟裡，可以使用一般的蒸餾塔，例如篩盤式蒸 餾塔，閥盤式蒸餾塔或塡充塔。操作壓力足以利用一般使 用的冷卻水溫度使塔頂餾出物冷凝，較佳爲4-6 kg/cm2G。 在第四步驟裡，蒸餾第二步驟所得之水相層，從蒸餾塔 頂部得到甲醇餾份，從蒸餾塔底部獲得含水的餾份，及從 蒸餾塔側盤上得到富含特丁醇的餾份，其中至少一部份從 側盤得到之f留份回到第一步驟。第四步驟的條件及特定實 例如包括下列所示者： 第四步驟可以使用一般的蒸餾塔，例如篩盤式蒸態塔， 閥盤式蒸餾塔或塡充塔。操作壓力通常爲大氣壓到 0.3kg/cm2G。側盤係爲一種平盤，其中特丁醇濃度最高， 而且通常選自從蒸餾塔頂部算起理想盤數第二十Λ到三十 八個其中一個平盤。從側盤取出的數量可調整到側盤I留份 中所含之特丁醇變成等於飼進第四步驟的特丁醇數量。此 外，側盤餾份中的甲醇/特丁醇/水比例通常爲約80:約15 : 約15，側盤所得之餾份全部或一部份可以回到第—步驟。 10 9556pifl.doc 本發明方法最大的特徵在於獲得從蒸餾塔側盤上富含 特丁醇之餾份，並且將至少一部份從側盤上所得之餾份回 到第一步驟。藉由本發明的方法’可以從蒸餾塔頂部獲得 幾乎沒有水及特丁醇的甲醇產物，避免含於側盤餾份之甲 醇損失，而且可以增加藉由分解特丁醇所得之異丁烯數量。 換言之，就不取出側盤情況而言’特丁醇會累積在蒸餾 塔中，然後餾出。特丁醇的累積可帶出欲從蒸餾塔頂部蒸 餾出的水，藉此增加甲醇中的水含量。 實施例 實施例1及比較實施例1 如第1圖之流程圖所示，實施例1係使用下列第一步驟 到第四步驟。 但是在比較實施例1裡，第四步驟裡不從側盤餾份取出 富含特丁醇之觀份。比較實施例1的結果係顯不於下表中。 表中的數値係以重量％表示。 表中的縮寫如下： MTBE :甲基-特-丁基醚； DIB :異丁烯二聚物； DME :二烷基醚；及 TBA :特-丁醇。 第一步驟：在含氧化鋁之固態酸性觸媒的存在下，進行 甲基-特-丁基醚的分解反應，得到異丁烯，甲醇及二烷基醚 及副產物重組份，其中重組份包括異丁烯二聚物及異丁烯 574212 9556pifl.doc 三聚物。採用固定床氣相反應。反應溫度爲22(^(:，而反應 壓力爲6 kg/cm2G。原料的進料速度爲LHSV 3 ( h“）反應 氣體在利用熱回收設備冷卻後成爲液體。 第二步驟：用水沖洗第一步驟所得之反應液體，分離成 油相層及水相層。使用篩盤式蒸餾塔進行沖洗，其中蒸餾 塔頂部的操作壓力設定爲7 kg/cm2G，而沖洗水/油的重量 比設定爲0.45。 第三步驟：將第二步驟所得之油相層蒸餾，從蒸餾塔頂 部獲得含異丁烯及二烷基醚的餾份，從蒸餾塔底部獲得含 甲基-特-丁基醚及重組份的餾份，及從蒸餾塔側盤上獲得含 甲基-特-丁基醚（及少量重組份）的餾份使用閥盤式蒸餾塔 進行蒸餾，其中操作壓力爲5 kg/cm2G。 第四步驟：將第二步驟所得的水相層蒸餾，從獲得蒸餾 塔頂部獲得含甲醇的餾份，從蒸餾塔底部得到含水的餾 份。將側盤所得之全部餾份回到第一步驟，其中操作壓力 爲 0.25 kg/cm2G。 12 574212 9556pifl.doc 表1 第一^步驟 進料 反應出料 MTBE 95 4.3 DIB 0.7 0.9 水 2.9 3.1 異丁烯 0.0 57.9 甲醇 0.1 32.8 DME 0.0 0.2 TBA 0.8 0.2 表2 第二步驟 沖洗後的油相層 沖洗後的水相層 MTBE 6.3 0.4 DIB 1.5 0.0 水 0.1 60.0 異丁烯 90.9 0.8 甲醇 0.0 38.6 DME 0.3 0.0 TBA 0.0 0.3 13 574212 9556pifl.doc 表3 第三步驟 蒸餾塔頂部的出料 蒸餾塔底部的出料 MTBE 0.0 73.0 DIB 0.0 17.3 水 0.1 0.0 異丁烯 99.5 0.1 甲醇 0.0 0.0 DME 0.3 0.0 TBA 0.0 0.0 表4 第四步驟 蒸餾塔頂部的出料 蒸餾塔底部的出料 MTBE 1.0 0.0 DIB 0.0 0.0 水 0.1 99.7 異丁烯 1,9 0.0 甲醇 96.9 0.3 DME 0.0 0.0 TBA 0.7 0.0 根據上述的程序進行實施例1，亦即類似比較實施例1， 14 574212 9556pifl.doc 但是不同的是第四步驟中從側盤餾份取得富含特丁醇之餾 份。 將全部的側盤餾份回流到第一步驟。產物甲醇中的水含 量爲500重量ppm或更少，而特丁醇的含量爲100重量ppm 或更少。可避免甲醇損失效果達5%，回到第一步驟之特丁 醇所含的異丁烯數量改善3%。 綜上所述，本發明係提供一種製造異丁烯及甲醇的方 法，其中將甲基-特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，再將異丁 烯與甲醇分離，其中可抑制目標產物甲醇受到水及特丁醇 污染，而且可避免異丁烯及甲醇損失。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 15

Claims (1)

  1. 574212
    拾、申請專利範圍： 1. 一種製造異丁烯及甲醇的方法，其包括將甲基、特-丁基醚分解成異丁烯與甲醇，得到含異丁烯及甲醇的混合 物，再將異丁烯與甲醇分離，接著個別回收，其中該方法 包括下列步驟： 第一步驟：在固態酸性觸媒存在下使甲基_特_丁基醚進 行分解反應，得到一反應液體，其中該反應液體包括異丁 烧、甲醇及副產物二烷基醚與含異丁烯二聚物及異丁烯三 聚物之重組份； 弟一步驟：用水沖洗第一步驟所得之反應液體，使反應 液體分離成油相層與水相層； 第三步驟：利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得之油相層，從 蒸餾塔頂部得到含異丁烯與二烷基醚的餾份，從蒸飽塔底 部獲得含甲基-特-丁基醚及重組份的餾份；及 第四步驟：利用蒸餾塔蒸餾第二步驟所得之水相層，從 蒸餾塔頂部得到含甲醇的餾份，從蒸餾塔底部得到含水的 餾份，及側盤上得到富含特丁醇之餾份，然後將至少一部 份從側盤上獲得的餾份回到第一步驟。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中從蒸餾塔側盤 上所得之餾份數量調整爲側盤餾份所含之特丁醇數量變成 飼進第四步驟之特丁醇數量。 3. 如申請專利範圍第1項之方法’其中從蒸餾塔頂部 算起第28到第30個理想盤處任一處取出蒸餾塔側盤餾份。 16
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