[发明专利]一种丙酮加氢生产异丙醇的工艺方法和系统

说明书

本发明涉及一种丙酮加氢生产异丙醇的工艺方法和系统，在加氢过程中引入对酮加氢反应为惰性的溶剂，该溶剂与水不互溶且与水可形成最低恒沸物，溶剂随着加氢后物料一起进入脱轻塔，在脱轻塔中该溶剂与水从塔顶采出，塔底物料不经过脱水直接进入产品塔，从产品塔的塔顶得到异丙醇。本发明的异丙醇生产系统不需要脱水塔以及后续含水异丙醇的回收设备，降低了装置投资，简化了分离流程，避免了异丙醇和水的共沸分离过程，不产生含水异丙醇，提高了产品异丙醇的总收率。

技术领域

本发明涉及异丙醇制备技术领域，具体涉及一种丙酮加氢生产异丙醇的工艺方法和系统。

背景技术

异丙醇的生产可以采用丙烯水合的方法制得，如采用硫酸的间接酯化法，固体的酸性催化剂或阳离子交换树脂催化剂的直接水合法等方法。

由于工业上大部分丙酮皆由异丙苯过氧化法获得，并与苯酚联产。由于苯酚的需要量的增加，联产出大量的丙酮，出现需求的不平衡，经常导致丙酮过量的局面。这样就使得由丙酮加氢制备异丙醇成为一条经济上可行的路线。

丙酮的加氢可用镍基或铜基催化剂来催化反应，或采用贵金属的钯、铂、铑、钌等催化。镍催化剂以兰尼镍(RaneyNickel)为最佳，也可以采用载于载体或复合氧化物形式。铜则多与其它金属氧化物复合作为催化剂或者担载于载体。

丙酮在以上类型的催化剂上加氢，多采用固定床反应器，丙酮与氢气以一定配比在液相或气相情况下连续进入装有催化剂的反应器，在适当温度和氢压下加氢成异丙醇。

日本公开特许评3-141235介绍了采用兰尼镍催化剂的方法，该专利介绍丙酮加氢的转化率和异丙醇的选择性皆达99.9%。平2-279643介绍了采用Ru/γ-A12O3催化剂加氢工艺，据介绍，丙酮经异丙醇稀释后加氢，在9.0MPa压力下，最高可以达99.9%转化率，异丙醇的选择性最高也达99.9%。这两种催化剂虽然有很好的活性和选择性，但兰尼镍催化剂相对价格较高，而且在催化剂装填、操作时较复杂；铂、钯、铑等贵金属催化剂价格更加昂贵，况且用于丙酮加氢条件苛刻，反应压力太高。

采用铜基催化剂的优点在于制备简单、价格便宜且易于操作使用。铜基的催化剂一般载在载体上或与其它金属氧化物做为助催化剂一起压片成型制得。铜基催化剂的改进在于选择合适的助催化剂成份改善其活性和选择性，可以达到与镍催化剂同样好的催化效果。采用氧化铝、氧化硅等载体担载的催化剂时，因为载体的存在易引起其它的副反应，异丙醇的选择性不高。采用其它金属氧化物做为助催化剂时，要求这些金属氧化物功能既可以作为加氢的活性成分，又起到担载铜单质、分散铜微晶的作用。作为助催化的金属氧化物常常与氧化铜一起经压片成型，此种助催化剂要求只对丙酮的加氢生成异丙醇的反应有活性，这样不至于减少异丙醇的选择性。

如苏联专利SU1051055A、SU1118632A和日本专利平3-41038介绍了采用Cu-Cr催化剂的加氢方法，俄罗斯专利RU2047590采用含有NiO(25～65%)，CuO(10～35%)，Cr2O3(15～40%)的催化剂来催化加氢。采用此种催化剂加氢，缺点在于丙酮的转化率及异丙醇的选择性不高，一般低于99.5%，即异丙醇的收率不高。并且，采用Cr₂O₃作为助催化成分，铬化合物的毒性使得催化剂的制备及用后的处理麻烦，易产生环境方面的问题。

中国专利CN1255482A报道了一种采用压片型的CuO-ZnO混合氧化物催化剂进行丙酮加氢制备异丙醇的方法，且在一定温度和压力下，丙酮转化率和异丙醇选择性均可达99.9%。但由于反应温度高铜基催化剂容易融结，致使其逐步失活和较低的丙酮转化率下操作。