[发明专利]一种四氢呋喃的生产系统及制备方法

说明书

一种四氢呋喃的生产系统及制备方法，属于四氢呋喃制备工艺技术领域。现有技术中四氢呋喃的制备主要采用浓硫酸做催化剂，在高温下使1，4‑丁二醇环化生成四氢呋喃。高温与强酸一方面对生产设备造成严重腐蚀，另一方面容易产生2，3‑二氢呋喃等其他产物，造成分离困难。本发明采用固定床反应器与精馏塔、反应釜结合，采用两级反应，大大降低了反应的激烈程度，简化了生产工序，节约能耗。

技术领域

一种四氢呋喃的生产系统及制备方法，属于四氢呋喃制备工艺技术领域。

背景技术

四氢呋喃是一种重要的有机合成原料且是性能优良的溶剂，特别适用于溶解PVC、聚偏氯乙烯和丁苯胺。

现在生产四氢呋喃的工艺过程为：向反应器中加入22%的硫酸水溶液，在100℃以约110kg/h的速度加入1，4-丁二醇，塔顶温度维持在约80℃，以大约110kg/h的速度从塔顶得到含有80%四氢呋喃的水溶液。加入50t 1，4-丁二醇后，从反应器中排除约70kg焦质。将焦质进行过滤，得到的硫酸水溶液可以重新使用，这一过程的四氢呋喃收率可以达到99%以上。硫酸是四氢呋喃工业生产中使用最早的催化剂，也是现今生产中应用较多的催化剂。此工艺虽然技术成熟，但一方面采用的催化剂硫酸极易腐蚀设备，污染环境；另一方面，反应器存在清理过程，每一次投料必然需要中断生产，效率低下，整体工序复杂，操作要求高，1，4-丁二醇损耗严重。同时，在强酸与高温下，1，4-丁二醇环化不完全，产生2，3-二氢呋喃杂质，2，3-二氢呋喃杂质与四氢呋喃沸点相近，在后续提纯工艺极难分离，造成四氢呋喃纯度下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无腐蚀、不间断、工艺简单、损耗低的四氢呋喃的生产系统及制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种四氢呋喃的制备方法，其特征在于： 1，4-丁二醇升温到80~100℃后从装有酸性阳离子树脂催化剂的固定床反应器的下部进入，产物在塔顶共沸，流出后进入精馏塔的中部并流入反应釜，反应釜内含有酸性阳离子树脂催化剂，压力为0~0.1MPa，并控制精馏塔塔顶温度为65~100℃，回流比1~5h^-1；从塔顶获得产物四氢呋喃。

此工艺是利用了固定床反应与普通反应两级反应，在固定床反应器顶部的温度约为四氢呋喃与1，4-丁二醇的环化共沸温度，因此产物四氢呋喃与小部分的1，4-丁二醇得以从固定床反应器顶部流入精馏塔，促进固定床反应器内反应正向进行，提高1，4-丁二醇的转化率；而通过精馏塔落入反应釜的四氢呋喃与1，4-丁二醇的混合物中，四氢呋喃被精馏提取，又一次促进混合物中1，4-丁二醇环化反应向正向进行，以此循环下最终能够实现1，4-丁二醇99~100%转化。并且两次反应均只需温和的酸性阳离子树脂催化剂，避免了2，3-二氢呋喃的生成，所得四氢呋喃纯度较高。

优选的，所述的固定床反应器空速为0.5~4h^-1。温度越低则需要空速越小，同时反应越充分，温度越高则需要空速越大，同时进入精馏塔与反应釜的物料中四氢呋喃含量越低。

优选的，所述的精馏塔塔板数为30~60块。

优选的，所述的1,4-丁二醇的重量浓度大于70%。

优选的，所述的酸性阳离子树脂催化剂交换当量为5.2mmolH⁺/g。

一种四氢呋喃的生产系统，其特征在于：包括固定床反应器、精馏塔、反应釜；固定床反应器顶部连接精馏塔；精馏塔的底部与反应釜的顶部连通。

采用固定床与普通反应器两级反应，并结合精馏塔分离产物的系统，使1，4-丁二醇得以在两级反应中均采用较温和的反应条件，也能实现完全转化，并且不会产生副产物2，3-二氢呋喃。整个生产系统每一步反应互不影响，固定床反应器可以持续进料，因此实现整个反应过程连续化，大大提高生产效率。