[实用新型]碳四异丁烯组份水合制备叔丁醇制备系统

说明书

本专利申请提供了一种碳四异丁烯组份水合制备叔丁醇制备系统。其制备系统组成包括水合反应器、催化蒸馏塔和叔丁醇精馏塔，水合反应器中进行碳四异丁烯组份水合反应，反应出料进入催化蒸馏塔反应段下部继续反应，塔精馏段连接有外补水管线，催化蒸馏塔塔釜管线分两支路，分别连接至本塔反应段上部和回送至水合反应器进料；催化蒸馏塔提馏段抽出侧线连接至叔丁醇精馏塔，叔丁醇精馏塔塔顶管线为叔丁醇出料管线，塔釜连接排水管线。本实用新型的解决了现有异丁烯水合转化率低、工艺和流程复杂、能源高的技术问题，无需添加料提高异丁转化率，并具有水合工艺简单、流程短、能耗低、产品指标优异、工艺环保的技术优点。

技术领域

本专利申请涉及石油化工领域中叔丁醇制备系统，尤其涉及混合碳四的异丁烯组份水合制备叔丁醇制备系统。

背景技术

异丁烯水合是一种重要的有机水合反应。叔丁醇是重要的有机化工原料和溶剂之一，在药物合成、橡胶合成、涂料、染料、香料和农药等行业有着广泛的用途。叔丁醇主要是通过异丁烯水合反应的生产工艺获得。

异丁烯水合反应制取叔丁醇属酸催化反应。现有的叔丁醇生产工艺方法主要有硫酸水合法和离子交换树脂水合法两种。硫酸水合法较为传统，其方法是使用硫酸使异丁烯酯化，再水解生产叔丁醇，其优点是转化率高，不足是流程长、能耗大、设备腐蚀严重，并产生大量废酸，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是70年代发展起来的离子树脂水合法。离子树脂水合法虽流程较前者简单、三废排放少、基本无设备腐蚀问题，但普遍存在异丁烯转化率较低的技术问题。直到现在，离子树脂水合法一直是国内外叔丁醇生产的最主要方法。

多年来，技术人员在提高离子树脂水合法的异丁烯转化率和选择性方面开展了许多研究工作。如专利CN1511814A公开了一种制备叔丁醇的方法，其方法是在水合中增加粘均分子量为200～800的聚醚类非离子型表面活性剂。但这种非离子型表面活性剂“混迹”水中，采用水循环工艺就会很快堵塞催化剂孔道，影响催化剂使用寿命，若不实施水循环利用，水资源则耗费巨大，而且还存在水净化处理困难的技术问题。

USP4982022公开了一种催化蒸馏水合制叔丁醇的方法，是通过在催化蒸馏塔反应段上部外进一定量水来提高异丁烯的转化率，但是外加水和碳四的混合很差，导致不可避免存在丁烯聚合问题。

专利CN208562191公开了一种异丁烯水合制备叔丁醇的装置，其方案设有串联的三个反应器和一碳四分馏塔，其中碳四分馏塔塔釜物料一部分返回第一反应器做增溶剂使用，该方法存在碳四分馏塔塔釜物料返回导致整套系统负荷增大，返回的叔丁醇浓度过高，破坏了反应平衡而影响转化率，异丁烯总转化率不理想，同时为了保证异丁烯转化率，其反应器、管线及辅助装置过多、流程长、运行管理复杂。

发明内容

本专利申请的发明目的在于避开外加增溶剂来提高异丁烯转化率的方法，以及由此产生高能耗反应运行的技术问题，提供一种全面简化工艺、缩短制备流程、简化系统构造、并大幅度减少工艺废水的碳四异丁烯组份水合制备叔丁醇制备系统。

本专利申请提供的碳四异丁烯组份水合制备叔丁醇制备系统技术方案，其主要技术内容是：一种碳四异丁烯组份水合制备叔丁醇的制备系统，其系统组成包括水合反应器、催化蒸馏塔和叔丁醇精馏塔，水合反应器的反应出料管线连接至催化蒸馏塔反应段下部，催化蒸馏塔塔顶连接剩余碳四输出管线，塔精馏段连接有外补水管线，塔釜管线分两支路，一为补充支路连接至本塔反应段上部，另一为循环支路进料回送至水合反应器；催化蒸馏塔提馏段抽出侧线连接至叔丁醇精馏塔，叔丁醇精馏塔塔顶管线为叔丁醇出料管线，塔釜连接排水管线。

上述整体技术方案的之一优选技术手段，水合反应器为并流反应器，混合碳四和原料水经混合器混合，连接进入水合反应器顶部进料管，循环支路回送至混合器进料端。

上述整体技术方案的之一优选技术手段，水合反应器为逆流反应器，水合反应器的催化剂下部连接有混合碳四管线，水合反应器上部于原料水与混合碳四分层段的水相层处连接有原料水管线，循环支路回送连接至水合反应器催化剂最上部。