提高甲乙酮装置仲丁醇收率方法探讨

马金虎 刘林 杨明明 姚双合

摘要：甲乙酮装采用两步法生产甲乙酮，即丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇气相脱氢制甲乙酮。在整个生产过程中，仲丁醇收率的高低直接影响甲乙酮的产量。本文介绍了甲乙酮装置仲丁醇（SBA）精制工段中影响仲丁醇收率的因素，对这些因素进行分析，提出相应的優化工艺条件及改进工艺流程，从而达到提高仲丁醇的收率的目的;同时对各种工艺条件及流程进行了经济分析比较，探讨了今后提高仲丁醇收率生产工艺的方向。

关键词：甲乙酮装置;仲丁醇收率;提高方法

1 仲丁醇精制工段的流程简介

1.1 仲丁醇合成工艺

正丁烯在磺酸树脂催化剂作用下，与水直接反应生成仲丁醇，单程转化率为6.5%左右。水合反应条件为温度130～170℃，压力为6.0MPa。SBA合成时，除生成SBA外，还同时生成少量的仲丁醚（SBE）、叔丁醇（TBA）及重质物等。正丁烯和水合生成SBA的化学反应：

1.2 仲丁醇精制工段流程

合成工段送来的粗SBA送至SBE塔（C-151），通过加入适量的水，使粗SBA馏份中夹带的杂质（包括SBE和TBA）与SBA和水形成三元共沸，得到较纯的SBA馏份。SBE塔塔顶流出物分层，水相进入冲洗水贮槽，有机相经加压后送醇萃取塔，水相和有机相的混合物回流;SBE塔塔底得到的初步精制SBA送SBA塔（C-152）进一步精制。SBA塔塔顶馏出的精制SBA经塔顶冷凝器冷凝后，部分回流，其余送甲乙酮工段;SBA塔塔釜馏出的重质物送入重质物塔，该塔塔釜的重质物送罐区贮罐。富含SBA的塔顶馏出物经塔顶冷凝器冷凝后，部分回流，其余返回SBA塔。来自SBE塔塔顶的有机相（含SBA、SBE和TBA等）从醇萃取塔（C-154）塔底进入，与从塔顶进入的连续水相逆流萃取。轻相（主要为不溶于水的SBE）从塔顶流出送往产品罐区重质物贮罐;重相与水相混合后经换热进入共沸物塔（C-155）。共沸物塔塔釜水相经加压作为萃取剂回醇萃取塔;塔顶馏出物经冷凝后，部分回流，部分去TBA塔（C-156）进一步回收其中的SBA。在TBA塔中，SBA与TBA分离，从塔釜流出的SBA，送粗SBA槽循环利用。塔顶馏出物经冷凝器冷凝后，部分回流，其余作为副产品送副产品罐区。

2 提高仲丁醇收率的方法

提高仲丁醇收率应该从如何降低副产物中仲丁醇含量入手，从而提高仲丁醇的收率。

2.1 优化精制工段塔的操作条件

2.1.1 C-151预添加仲丁醚

本工段最重要的操作单元即为C-151操作单元，C-151操作平稳则仲丁醚等杂质分离彻底，精醇质量稳定，同时仲丁醇损失少，收率高;操作不平稳，则会导致仲丁醇质量及收率下降。由于C-151塔需要形成水、醇、醚的三相共沸，才能进入稳定的操作阶段，由于初期C-151塔产出的醚量非常有限，需要较长时间积累才能达到稳定的状态，所以在开车之初，选择了预先向C-151塔中加入仲丁醚，使得水、醇、醚的三相共沸体系快速形成，使得C-151塔的液位、温度等各项参数更快的进入到了稳定的操作阶段。

2.1.2 提高C-152、C-153的底温

C-152底温由原来的设计温度110℃提高至125℃，C-153底温控制在150～155℃。

2.1.3 提高C-154的洗涤水量

C-154的作用主要是洗涤进料中的仲丁醚。为保证洗涤效果，一方面需要保证C-154进料的稳定，进料中携带的仲丁醇含量低，另一方面增加洗涤水流量，保证洗涤的效果。调整后的产品组成见表1。

2.2 改进精制工段工艺流程

2.2.1 改进C-156进料工艺

含有叔丁醇的C-155顶直接供给C-156，所以需要C-156一直运行，由于进料中叔丁醇含量比较低，所以C-156顶组成中仲丁醇含量比较高。将C-155顶配一条线去粗醇罐，当C-155顶分析中叔丁醇含量高于30%时，开C-156;低于10%，停C-156。

2.2.2 C-155、C-156之间添加脱水装置

C-156塔进料中仲丁醇60%、水31%、叔丁醇6%、其他3%。由于水的存在，在精制塔中形成两个组共沸物：①仲丁醇、叔丁醇与水，沸点为74.4;②叔丁醇与水，沸点为84.5，一般塔顶馏出物叔丁醇中含有25%的仲丁醇和10%的水，造成仲丁醇的损失。借助脱水装置将水从混合物中分离出来，使得根据SBA/TBA/水组分的保留物所含水的质量分数小于连接着两个共沸物TBA/水和SBA/水的蒸馏临界线的极限浓度，并且使得保留物蒸馏分离成含有SBA的物流和含有TBA/水的物流。

（1）改进工艺添加分子筛脱水罐2，脱除进料组分中的水，使在C-156不能形成共沸物，两种物质沸点差比较大，很容易分离仲丁醇和叔丁醇。分离得到的仲丁醇回收作为甲乙酮反应的原料，叔丁醇可提纯到到产品级浓度90%后作为产品销售。应用该系统后，大大减少了仲丁醇与叔丁醇的损失，提高了仲丁醇与叔丁醇的回收率，创造更多的经济效益。

（2）改进工艺流程将C-155、C-156用一个C-155塔蒸馏，混合物4（含仲丁醇、叔丁醇、水）在C-155塔中精馏，并提纯，在蒸馏塔的顶部得到富含TBA的流出物6。在物料进口的下方，将物流3以蒸汽或液态的形式输出，并导入脱水装置2中，贫水的混合物5重新被输入到蒸馏塔C-155中，塔底得到高组分仲丁醇的产品7。含水的渗透物1连续的从2中排出，并作为工艺水回流到C-154塔中。

3 结语

通过上述各种方法的应用，仲丁醇精制工段中，仲丁醇收率有较大的提高，同时副产物也有较大的利用价值，创造了可观的经济效益。

参考文献：

[1]吴晓峰.甲乙酮装置稳产高产关键技术的控制措施[J].技术应用，2011（01）：37.

[2]陈树翔，徐占久.仲丁醇精制单元仲丁醇与叔丁醇分离系统[P].CN202881137U，2013-04-17.