[发明专利]一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的生产系统及方法

说明书

本发明公开了一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的生产系统及方法，主要是由低纯度异丁烯水合成叔丁醇，叔丁醇再脱水催化成高纯度异丁烯，异丁烯两步氧化成甲基丙烯酸甲酯。本发明中的两步法缩短了异丁烯氧化制甲基丙烯酸甲酯的工艺流程，提高了原料的利用率和产品的收率。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的生产系统及方法。

背景技术

甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、聚氯乙烯助剂ARC和用作腈纶生产的单体，在工业上主要用以下六种生产工艺：丙酮氰醇法(ACH)、新丙酮氰醇法(ACH)、乙烯法、异丁烷氧化法、混合C4两段氧化和氧化酯化和异丁烯法。现有技术的缺陷和不足：1)全球MMA生产能力中83％采用的丙酮氰醇法(ACH)制甲基丙烯酸甲酯，此方法流程简单、技术成熟、投资少、原子利用率高；但原料氢氰酸是剧毒物质，对环境危害极大，三废处理复杂。2)现有的异丁烯法在原料使用方面只能使用较高纯度的异丁烯原料气，在原料方面的投入资本较大，且现大多数厂家使用的为异丁烯三步法制甲基丙烯酸甲酯，在三步法中会产生酸性物质甲基丙烯酸，对生产设备和运输管道的腐蚀较大，也提升了生产成本。3)三步法制甲基丙烯酸甲酯所使用的工艺流程较为复杂，且收率和原子利用率较低，需要氧化和分离设备，生产成本较高。

发明内容

针对上述存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的工艺流程，通过两步氧化制备甲基丙烯酸甲酯，缩短了异丁烯氧化制甲基丙烯酸甲酯的工艺流程，提高了原料的利用率和产品的收率。

为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的生产系统及方法，包括异丁烯提纯工段、异丁烯催化氧化工段和催化氧化酯化工段，所述的异丁烯提纯工段包括依次连通的异丁烯催化吸收塔4、气-液两相分离器a 5、液体蒸馏器a 6、叔丁醇脱水催化反应器9和气-液两相分离器b 10，所述的异丁烯催化氧化工段包括依次连通的连续式固定床催化氧化反应器15、气-液两相分离器c 17和液体蒸馏器c 18，所述的催化氧化酯化工段包括依次连通的混合器e 21、连续式固定床氧化催化酯化反应器23、气-液两相分离器d 24、液体蒸馏器d25、液体蒸馏器e 26和液体蒸馏器f27，所述的气-液两相分离器b 10的出口端与连续式固定床催化氧化反应器15的入口端连通，所述的液体蒸馏器c 18的出口端与混合器e 21连通。

所述的气-液两相分离器a 5的上端出口经气-气分离器a 12、混合器a 1和换热器a 2后与异丁烯催化吸收塔4入口连通组成异丁烯循环利用系统。

所述的气-液两相分离器b 10的底部出口经液体蒸馏器b 11和混合器b 7输入叔丁醇脱水催化反应器9组成叔丁醇循环利用系统。

所述的气-液两相分离器c 17顶端输出气相进入气-气分离器b 19，气-气分离器b19输出端与混合器c 13连通，经混合后输入连续式固定床催化氧化反应器组成异丁烯循环利用系统。

所述的液体蒸馏器d 25的底部输出端与混合器f28连通，经混合器e 21进入连续式固定床氧化催化酯化反应器23组成甲醇循环再利用系统。

所述的液体蒸馏器f27的顶部输出端与混合器d 20连通后经混合器e 21输入连续式固定床氧化催化酯化反应器23组成甲基丙烯醛循环再利用系统。

在上述低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的生产系统的基础上，本发明还提供一种低纯度异丁烯制备甲基丙烯酸甲酯的方法，具体包括以下步骤：

1)含有低纯度异丁烯的原料气由异丁烯催化吸收塔底端加压进入，与水催化反应；

2)反应产生的叔丁醇和水的混合液从吸收塔底端输送到蒸馏器中，分离出的高纯度叔丁醇进入叔丁醇脱水催化反应器进行脱水反应；