[发明专利]一种连续水解生产仲丁醇的方法

说明书

本发明公开了一种连续水解生产仲丁醇的方法，属于化学反应与分离领域。本发明以乙酸仲丁酯为主要原料，在反应精馏塔反应段中经催化剂催化水解后，再经油水分离及减压、加压、减压三步变压精馏，获得高纯度的仲丁醇。本发明采用反应精馏‑变压精馏的耦合工艺进行乙酸仲丁酯的水解，其水解转化率高，仲丁醇纯度高，反应操作条件温和。

技术领域

本发明属于化学反应与分离领域，具体涉及一种连续水解生产仲丁醇的方法。

背景技术

仲丁醇是一种重要的化工有机中间体，多用作制备甲乙酮的原料，另外，仲丁醇还可用作表面活性剂、抗氧化剂、除草剂等。目前工业上生产仲丁醇的方法主要是正丁烯催化水合法，但催化水合法存在环境污染大、单程转化率低、能耗大和设备要求高等方面问题。其他生产仲丁醇的方法包括加氢法、酯交换法、水解法等。加氢法是用丁酮或乙酸仲丁酯作原料，在负载型贵金属固体催化剂等的催化下制备仲丁醇，但该方法存在催化剂和反应条件要求高等不足，增大了设备投资及维护费用。酯交换法是将乙酸仲丁酯与甲醇或乙醇在固体催化剂催化下合成仲丁醇，并联产乙酸甲酯或乙酸乙酯。该方法反应条件温和，转化率较其他方法高。水解法是用阳离子交换树脂等固体酸催化剂催化乙酸仲丁酯与水反应水解生成仲丁醇。

随着乙酸仲丁酯产能的逐年提高和乙酸仲丁酯市场的日益萎缩，已出现乙酸仲丁酯产能过剩的现象。因此，以乙酸仲丁酯为原料生产仲丁醇的工艺是研究的热点。乙酸仲丁酯水解合成仲丁醇相较其他方法，原料来源较经济，副产物乙酸可作为乙酸仲丁酯的原料，因此，水解法依然在仲丁醇生产中广泛应用。但目前采用的乙酸仲丁酯固定床水解工艺的水解转化率仅为30%左右。若可以解决目前固定床工艺中转化率不高的问题，将大大降低产物分离的能耗，实现节能的目的。

反应精馏是将化学反应和精馏分离耦合在同一设备中进行的新技术，具有提高反应转化率和选择性、能耗低等优势，已广泛应用于醚化、酯化、水解、烷基化等反应。

发明内容

针对现有乙酸仲丁酯水解制备仲丁醇的技术中存在转化率不高的问题，本发明提供了一种连续水解生产仲丁醇的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种连续水解生产仲丁醇的方法，其是以乙酸仲丁酯为主要原料，在反应精馏塔反应段中经催化剂催化水解后，再经油水分离及减压、加压、减压三步变压精馏，获得高纯度的仲丁醇。其具体包括以下步骤：

1）采用连续进料的方式，将乙酸仲丁酯从反应精馏塔反应段上部进料，水从反应段下部进料，利用催化剂进行催化水解；

2）将反应精馏塔塔顶采出的冷凝液于分相器中进行油水分离后，将水相回流至反应精馏塔反应段下部作为原料，油相送入减压精馏塔I进行处理；

3）将减压精馏塔I塔顶分离出的油水混合物回流至分相器，将减压精馏塔I塔釜采出的醇酯混合物依次送入加压精馏塔、减压精馏塔II中进行分离，最终得到高纯度的仲丁醇和乙酸仲丁酯，乙酸仲丁酯回流至反应精馏塔反应段上部作为原料。

步骤1）中乙酸仲丁酯与水的摩尔比为2~5:1；催化水解反应的温度为100~120℃，操作压力为0.2~0.5MPa，回流比2~10；所述催化剂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，其采用蜂窝型的方式装填在反应段的催化剂装填单元中，即在反应段最下层的催化剂装填单元中全部装填填料，相邻催化剂装填单元采用填料-催化剂对准叠放的方式进行装填，而单个催化剂装填单元内采用填料与催化剂交错的方式进行装填；催化剂装填单元为不锈钢材质，单个催化剂装填单元的高度为30~50cm，其内用于装填催化剂或填料的孔槽孔径为10~100mm，开孔有效面积占催化剂装填单元面积的90%~95%。

步骤2）中减压精馏塔I的操作压力为5~50kPa，回流比为2~8，理论板数为20~30块。