石油化工
2001年第30卷第8期
P£HioCHE~ⅡCALTECHNoLOGY
r∞∞∞∞∞∞。口”・h
i研究与开发2
‘o≯pp*口p∞々6√
树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
章
士
震
(上海石油化工研究院,E海201208)
【擅要]研究了以自行开发的xP型树脂为催化剂.在滴流床反应器中丙烯直接水合制异丙醇的生产工艺条件。考察了压力、丙烯纯度、温度、丙烯空速和水/烯摩尔比等对反应的影响。在起始反应温度130℃、终止反应温度165℃、反应压力8MPa、丙烯空速02~03h_1的条件下.丙烯的单程转化率达到67%,催化剂寿命超过4500h。[关t词]木合;丙烯;异丙醇;xP型树脂[文章编号]1000—8144(2001)08—0589
04
[中田分类号]m223.123
[文棘标识码]A
异丙醇是重要的基本有机化工原料和性能优良的溶剂,还可用作萃取剂、脱水剂、调合剂、消毒剂、汽油添加剂和抗冻剂等。目前,随着全球环境意识的增强,利用高纯异丙醇代替氟里昂作集成电路的清洗剂已越来越受到人们的重视。
丙烯水合制异丙醇的方法有两种:间接水合法和直接水合法。前者因耗用大量硫酸,设备腐蚀严重,能耗高,已被淘汰。直接水合法用高活性催化剂、与环境保护相适应的新技术。催化剂可采用磷酸硅藻土(veh法)、阳离子交换树脂(TeXaco法)和杂多酸(德山
曹达法)-lJ。磷酸硅藻土法丙烯单
人相分离器,在保证气液分离的条件下,气体放空
液相产品进行分析,测定异丙醇含量。
图l小试工艺流程图
程转化率低,气体循环量大,宜用高浓度丙烯作原料;杂多酸法以钨系杂多酸为催化剂,在高温下反应,由于高温对化学平衡不利,为提高丙烯的转化率,需采用高压、高水/烯摩尔比。高活性阳离子交换树脂法由于催化剂具有良好的活性和耐水性能,故可在较低的反应温度和较高的水/烯摩尔比条件下进行,其单程转化率比磷酸法高10倍以上。本工作以白行开发的xP型耐高温阳离子交换树脂为催化剂,进行丙烯直接水合工艺的研究。
1.2反应原料
去离子水:电导率<10坤/crn。丙烯:分别选用九江炼油厂(小试、1000r111中试)、锦州炼油厂(500rnl中试)、抚顺石油二厂(30L半工业化试验)的丙烯原料气,其组成见表1。
表l丙烯原料气组成(质量分数),%
1试验部分
1.1小试工艺流程与试验装置
小试工艺流程如图1所示。反应器:}18
nlrIl×
1.3分析方法殛数据处理
原料气、尾气、液相产物均采用气相色谱法进行分析,并根据分析结果计算丙烯转化率(x)与异丙醇选择性(S)。
mm
[收■日期J2001—03—2l。
[作者筒介]章士震(1943一),男,上海市人,大学,^级工程师,电话
02I一68463237。
2唧nx860nm,内部轴向装有一根怕mm×l
热电偶套管;相分离器:帕9mm×7
m1×400
mm。
反应器内装有50rnl催化剂,原料丙烯和去离子水分别用泵送入反应器,在催化剂床层接触反应后进
万方数据
590・
PI珊OC}匝MIC魁皿夏删OIDGY
石油化工
2001年第30卷
2结果与讨论
2.1反应原理
树脂法丙烯直接水合反应过程中,主要产物为
异丙醇,但在反应工艺条件选择不当时,会有少量的
二异丙醚副产物生成。反应方程式见式(1)、式(2)。
CH3CH—CH2+H20一CH3C}IO盼b(1)
(H3CHOHCH3+CH3CH—CH2一
CH3cH(CH3)O(CH3)CHa飞(2)
2.2催化剂的制备与反应器选型2.2.1催化剂的制备及性能
xP型丙烯水合专用树脂催化剂的合成方法见文献[“。其平均孔径11.0~12.0rlIn,孔容0.07~
0.11“/g,比表面积14~20m2/g,交换容量1.3~
1.4rnol几,湿密度0.8~O.9
kg/L,颗粒尺寸O.3~
1.2
rm。可在130~165℃温度范围内长期使用。
xP型树脂催化剂与国内外工业树脂催化剂的
性能对比见表2。
表2)印型催化剂与国内外树腊催化剂对比试验
(静态.160℃)
催化剂类型
一s嘎H流失率/%
1000h
2000h
由表2可见,xP型催化剂的活性和耐温性能优于国内外同类树脂催化剂。2.2.2反应器选型
对催化水合反应较适宜的反应器类型为鼓泡床和滴流床。采用两种反应器的试验结果见表3。由表3可见,在反应压力、水/烯摩尔比、丙烯空速相同时,滴流床反应器在反应温度低于鼓泡床时,其转化率仍具有明显的优势。
表3反应器类型对反应的影响
反应器
捏度
水/烯摩
丙烯空速丙烯质量
转化率
耋型
堡
堡些
尘.!
坌墼!塾
!!
鼓泡床135100.295537.37
滴流床130lO0.2955“.88
鼓泡床135lO0595.523.92
清流床130100595.526.“
鼓泡床130100.585.516.27
鼓泡床135150285.5”91
穗流床
130
15
O.2
95.5
67.2l
注:压力8.0MPa。万
方数据2.3工艺条件的考察
2.3.1压力、丙烯纯度对反应的影响
考察了反应压力和丙烯纯度(质量分数)对丙烯水合反应的影响,结果如图2、图3所示。
芝■晕#重窿
丙撕质量分戤,%
图2丙烯纯度对转化率的影响
压力80MPa.水/烯摩尔比15,丙烯空速0.3h
。c鼍每霉譬区
图3压力对转化率的影响
温度130℃,丙烯空速O3h,水/烯摩尔比15
根据丙烯水合反应速率方程L3J可知,压力高、丙烯浓度大,有利于反应。由图2和图3可见,转化
率随丙烯纯度增大而提高;随压力增大而增高,但压力大于8.0M旷a以后,转化率增加不显著。2.3.2温度对反应的影响
温度是影响化学反应最敏感的因素之一。图4为压力8.OMPa下,反应温度对转化率的影响。
—£鼍草髯案窿
图4温度对转化率的影响
a.空速0.43h~,木/烯摩尔比11.72.b.空速0.30h
1
水/烯摩尔比15;c.空速0.17h~,水/烯摩尔比18.28
第8期
章士震:树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
59l・
从图4可以看出,随着温度的升高,丙烯转化率明显增加,从化学平衡常数表达式和反应速率常数L4J可知,丙烯水合反应为放热反应,从热力学观
点来看,温度低对反应有利。然而在本试验温度范
围内,由于反应尚未达到化学平衡,丙烯的传质速率
缓熳,动力学为反应过程的主要影响因素-5J。因
连鲁草#囊窿
此,提高反应温度,丙烯转化率提高。虽然在高温区反应时,有副产物二异丙醚生成,丙烯转化率升高的水,卅摩尔比
同时,异丙醇选择性有所下降。但在连续化、水/烯摩尔比大的工艺条件下,反应目的产物不断被取出,图6水/烯摩尔比对转化率的影响生成副产物极少,选择性均在98%以上。然而温度
a.温度140℃,空速017h。1.b.温度1柏℃过高,树脂催化剂中的一s嘎H流失快,催化剂失活
空速043h一‘;c温度130℃,空速0.30h
1
d.温度130℃.空速0.50h-1
快。根据树脂的耐温性能,选择反应温度范围为
130~165℃。
丙烯水合是放热反应。高水/烯摩尔比有利于控
2.3.3丙烯空速对反应的影响
制床层反应温度,并可使催化剂表面能得到充分润图5为丙烯空速对反应的影响。由图5可见,湿,能及时导出催化剂床层的反应热,防止催化剂超
在试验范围内,转化率与空速成反比,异丙醇收率与温而失活。但水儒摩尔比大,能耗相应增加。本试
空速成正比。
验选择水/烯摩尔比为13~15。
2.3.5催化剂寿命试验
在初始反应温度130℃,反应压力8.0MPa,
≥
丙烯空速O.3h,水脯摩尔比13.6的条件下,通
童
过提高反应温度控制丙烯转化率。试验结果见
童
表4。
鲁
芝鼍草髯囊翟
鼍
表4
xP型树脂催化刑的热稳定性试验
宜
咪
反应温度/℃
130
135144145150160165丙烯转化事/%58.4
57556
8
61.358.658.557.0500
1000
700
300
1000
500
丙■空建,h。
运转时间/h
500
由表4可见,当终止反应温度为165℃时,xP
图5丙烯空运对转化罩及收翠的髟啊反应温度130℃,压力8.0MPa,水/烯摩尔比15
型催化剂用于丙烯水合反应寿命可达4500h。(丙烯单程转化率大于55%)。
丙烯空速高,转化率低,虽然收率在一定范围内2.4丙烯直接水合放大试验
有所增大,但由于单程转化率低,所以丙烯利用率也在小试基础上,分别进行了500“、1000
rnl和
低,而采用丙烯大量循环,则导致能耗增大;丙烯空30
L装置的逐级放大,为工业生产提供依据。速低,转化率高,但收率太低,装置处理能力小。综放大试验反应器数据见表5。半工业化试验的
合考虑,选择丙烯空速为0.2~O.3h~。工艺流程见图7。
2.3.d水/烯摩尔比对反应的影响
表5丙烯水合反应器数据
水/烯摩尔比对反应的影响如图6所示。由图6可见,在一定空速条件下,转化率随水/烯摩尔比的增加而提高,但达到一定的水/烯摩尔比后,转化
率增加的幅度不明显。理论上水/烯摩尔比增大,反
应推动力增加,使转化率提高,产物异丙醇在水中的
浓度也较低,可抑制二异丙醚的生成,因而提高了异
丙醇的选择性。
万
方数据
592・
Pm()【=HEMlCAL
石油化工
2001年第30卷
表6丙烯水台反应三级放大试验结果
丙烯转化率/%
反应器体积^d
空速0.2h
1
TDCHNoLoGY
空速0.3h
由表6可见,尽管各反应器内径、高径比、催化剂装填量等不同,但在工艺条件相同的情况下,基本
图7半工业化试验]‘艺流程不惹剐
重复了小试结果。
rIlrll×1700
中试反应器:500rnl,怊9
rm×7
nllll:1000“.把9mm×7mm×3400mm。两反应
3结论
(1)以xP型树脂为催化剂、在滴流床反应器中丙烯直接水台的反应条件为起始反应温度130℃、终止反应温度165℃、反应压力8,0MPa、水/烯摩尔比15。在小试装置中,当丙烯空速0.2
h。1
器内轴向均装有一根怊rnn、×1半工业化反应器(30L):中250mm,内轴向装有一根+18
r一热电偶套管。
mm热电偶套管。
mm×45mm×3400
mnl×5
流程简述:原料丙烯与去离子水预混加热后由反应器顶部送入反应系统,通过)(P型耐温树脂催化剂,在滴流床内进行直接水合反应。反应产物进入气液分离系统,分离出的未反应丙烯气体循环回反应系统。含异丙醇的水溶液进入常压分离系统,经脱水、精制后可得符合GB7814—87标准的异丙醇产品。分离出的水经处理后返回反应系统。
为强化扩散过程并使液体分布均匀,在各反应器催化剂床层上面均匀装填瓷质拉西环。在30
L
和O.3h’1时,丙烯转化率分别为67.21%和
55.75%;催化剂寿命可达4500
h。
(2)水合反应器经j级放大,反应结果基本重复小试结果。可作为工业化装置设计依据。
[参考文献]
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石油化工研究院,1993
81
[2]徐秉声丙烯水合制异丙醇树脂催化剂的研究[D]抚顺:抚顺
反应器中,催化剂分三段装填,中间再用拉西环隔开,使上一层的反应物料经填料层后重新分配,以防止沟流和液体分布不均匀。
表6为反应温度130℃、压力8.OM咿a、水/烯摩尔比15时,三级放大的试验结果。
[3]左永立丙烯水合动力学研究[D]抚顺:抚顺石油化工研究
院,1993
[4]Nel盯w,woeuncrJ【J
113—116
J%d,u阿r如”}h脚,1972.5l(1I):
[5]AstantaG….0协"ENg&f,1974,29(5):1273一1278
I曲・Prop鲫IolPmce鹤via
ResinCatalyzedDirectHydmti蚰0f
Pmpyl哪
ZHANGS^i一曲删
(sh埘hj
[Abstract]The
L商ng
a
R蚂∞KhInstlIule。f
PetIDch洲lkhnd。gy.S】1ar咖1
201208.chIm
productionofi阳一proparloIbyresincatalyzeddirecthydrationofpropylenewasinvestlgated
propylene,space
t^ckJebedreactor.Theeffectsofoperatillgtemperature,pressure,concentrati(mof
as
velocityofpr【)pyle工1e
operationpararlleterSpressure
well
as
theratiobeLweenpropyleneandwater
temperature
on
ther朗ctionwereexamined.Thebest
ternperature
are:initialoperation130℃,te丌ninating160℃,opemtir培ofpmpylene
can
8MPa,pr()pylene印acevolecity0.2~0.3h~.WiththeSe∞nditions,thc∞nversion
reach67%.ThecatalystIastsmorethan4500h
[Key帅rds]hydratj。n;pmpylene;抽一propyl
alcohol;xP—resin
(编辑安静)
万方数据
树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
章士震
上海石油化工研究院石油化工
PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2001,30(8)2次
参考文献(5条)
1.水谷幸雄;秋田澄男 查看详情 1983(02)
2.徐秉声 丙烯水合制异丙醇树脂催化剂的研究 19933.左永立 丙烯水合动力学研究 19934.Neier W;Woellner J 查看详情 1972(11)5.Astarita G 查看详情 1974(05)
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1. 孙殿成.秦如意.刘九林.胡永慧.刘金龙.Sun Diancheng.Qin Ruyi.Liu Jiulin.Hu Yonghui.Liu Jinlong 丙烯水合醚化的催化剂及工艺研究[期刊论文]-石油炼制与化工2000,31(12)
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4. 陈亮.马玉刚.陈敏东.陈小平.CHEN Liang.MA Yu-gang.CHEN Min-dong.CHEN Xiao-ping 强酸性阳离子树脂催化丙烯醛水合反应的研究[期刊论文]-天然气化工2007,32(1)5. 陈亮 丙烯醛水合制备3-羟基丙醛反应的研究[学位论文]2007
6. 乔凯.吕连海.翟庆铜.程国香.QIAO Kai.LV Lian-hai.ZHAI Qing-tong.CHENG Guo-xiang 丙烯催化水合制异丙醇工艺研究[期刊论文]-当代化工2006,35(5)
7. 李伟.张明慧.陶克毅 丙烯水合制异丙醇工业催化剂的研制[会议论文]-2001
8. 张淑梅.翟庆铜.王春梅.郭洪臣.ZHANG Shu-mei.ZHAI Qing-tong.WANG Chun-mei.GUO Hong-Chen 丙烯醚化合成二异丙醚催化剂研究[期刊论文]-燃料化学学报2005,33(1)9. 马皓.翟庆铜 丙烯水合制异丙醇技术[会议论文]-2003
10. 朱妙琴.ZHU Miao-qin 胺类萃淋树脂吸萃金(Ⅲ)性能及萃合物组成研究[期刊论文]-理化检验-化学分册2006,42(4)
引证文献(2条)
1.刘春杰.刘成 异丙醇及其生产技术比较[期刊论文]-石油科技论坛 2011(6)
2.刘中民.朱书魁.张世刚.杨虹熠 丙烯直接水合法生产异丙醇技术[期刊论文]-精细与专用化学品 2005(15)
本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_syhg200108001.aspx
石油化工
2001年第30卷第8期
P£HioCHE~ⅡCALTECHNoLOGY
r∞∞∞∞∞∞。口”・h
i研究与开发2
‘o≯pp*口p∞々6√
树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
章
士
震
(上海石油化工研究院,E海201208)
【擅要]研究了以自行开发的xP型树脂为催化剂.在滴流床反应器中丙烯直接水合制异丙醇的生产工艺条件。考察了压力、丙烯纯度、温度、丙烯空速和水/烯摩尔比等对反应的影响。在起始反应温度130℃、终止反应温度165℃、反应压力8MPa、丙烯空速02~03h_1的条件下.丙烯的单程转化率达到67%,催化剂寿命超过4500h。[关t词]木合;丙烯;异丙醇;xP型树脂[文章编号]1000—8144(2001)08—0589
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[中田分类号]m223.123
[文棘标识码]A
异丙醇是重要的基本有机化工原料和性能优良的溶剂,还可用作萃取剂、脱水剂、调合剂、消毒剂、汽油添加剂和抗冻剂等。目前,随着全球环境意识的增强,利用高纯异丙醇代替氟里昂作集成电路的清洗剂已越来越受到人们的重视。
丙烯水合制异丙醇的方法有两种:间接水合法和直接水合法。前者因耗用大量硫酸,设备腐蚀严重,能耗高,已被淘汰。直接水合法用高活性催化剂、与环境保护相适应的新技术。催化剂可采用磷酸硅藻土(veh法)、阳离子交换树脂(TeXaco法)和杂多酸(德山
曹达法)-lJ。磷酸硅藻土法丙烯单
人相分离器,在保证气液分离的条件下,气体放空
液相产品进行分析,测定异丙醇含量。
图l小试工艺流程图
程转化率低,气体循环量大,宜用高浓度丙烯作原料;杂多酸法以钨系杂多酸为催化剂,在高温下反应,由于高温对化学平衡不利,为提高丙烯的转化率,需采用高压、高水/烯摩尔比。高活性阳离子交换树脂法由于催化剂具有良好的活性和耐水性能,故可在较低的反应温度和较高的水/烯摩尔比条件下进行,其单程转化率比磷酸法高10倍以上。本工作以白行开发的xP型耐高温阳离子交换树脂为催化剂,进行丙烯直接水合工艺的研究。
1.2反应原料
去离子水:电导率<10坤/crn。丙烯:分别选用九江炼油厂(小试、1000r111中试)、锦州炼油厂(500rnl中试)、抚顺石油二厂(30L半工业化试验)的丙烯原料气,其组成见表1。
表l丙烯原料气组成(质量分数),%
1试验部分
1.1小试工艺流程与试验装置
小试工艺流程如图1所示。反应器:}18
nlrIl×
1.3分析方法殛数据处理
原料气、尾气、液相产物均采用气相色谱法进行分析,并根据分析结果计算丙烯转化率(x)与异丙醇选择性(S)。
mm
[收■日期J2001—03—2l。
[作者筒介]章士震(1943一),男,上海市人,大学,^级工程师,电话
02I一68463237。
2唧nx860nm,内部轴向装有一根怕mm×l
热电偶套管;相分离器:帕9mm×7
m1×400
mm。
反应器内装有50rnl催化剂,原料丙烯和去离子水分别用泵送入反应器,在催化剂床层接触反应后进
万方数据
590・
PI珊OC}匝MIC魁皿夏删OIDGY
石油化工
2001年第30卷
2结果与讨论
2.1反应原理
树脂法丙烯直接水合反应过程中,主要产物为
异丙醇,但在反应工艺条件选择不当时,会有少量的
二异丙醚副产物生成。反应方程式见式(1)、式(2)。
CH3CH—CH2+H20一CH3C}IO盼b(1)
(H3CHOHCH3+CH3CH—CH2一
CH3cH(CH3)O(CH3)CHa飞(2)
2.2催化剂的制备与反应器选型2.2.1催化剂的制备及性能
xP型丙烯水合专用树脂催化剂的合成方法见文献[“。其平均孔径11.0~12.0rlIn,孔容0.07~
0.11“/g,比表面积14~20m2/g,交换容量1.3~
1.4rnol几,湿密度0.8~O.9
kg/L,颗粒尺寸O.3~
1.2
rm。可在130~165℃温度范围内长期使用。
xP型树脂催化剂与国内外工业树脂催化剂的
性能对比见表2。
表2)印型催化剂与国内外树腊催化剂对比试验
(静态.160℃)
催化剂类型
一s嘎H流失率/%
1000h
2000h
由表2可见,xP型催化剂的活性和耐温性能优于国内外同类树脂催化剂。2.2.2反应器选型
对催化水合反应较适宜的反应器类型为鼓泡床和滴流床。采用两种反应器的试验结果见表3。由表3可见,在反应压力、水/烯摩尔比、丙烯空速相同时,滴流床反应器在反应温度低于鼓泡床时,其转化率仍具有明显的优势。
表3反应器类型对反应的影响
反应器
捏度
水/烯摩
丙烯空速丙烯质量
转化率
耋型
堡
堡些
尘.!
坌墼!塾
!!
鼓泡床135100.295537.37
滴流床130lO0.2955“.88
鼓泡床135lO0595.523.92
清流床130100595.526.“
鼓泡床130100.585.516.27
鼓泡床135150285.5”91
穗流床
130
15
O.2
95.5
67.2l
注:压力8.0MPa。万
方数据2.3工艺条件的考察
2.3.1压力、丙烯纯度对反应的影响
考察了反应压力和丙烯纯度(质量分数)对丙烯水合反应的影响,结果如图2、图3所示。
芝■晕#重窿
丙撕质量分戤,%
图2丙烯纯度对转化率的影响
压力80MPa.水/烯摩尔比15,丙烯空速0.3h
。c鼍每霉譬区
图3压力对转化率的影响
温度130℃,丙烯空速O3h,水/烯摩尔比15
根据丙烯水合反应速率方程L3J可知,压力高、丙烯浓度大,有利于反应。由图2和图3可见,转化
率随丙烯纯度增大而提高;随压力增大而增高,但压力大于8.0M旷a以后,转化率增加不显著。2.3.2温度对反应的影响
温度是影响化学反应最敏感的因素之一。图4为压力8.OMPa下,反应温度对转化率的影响。
—£鼍草髯案窿
图4温度对转化率的影响
a.空速0.43h~,木/烯摩尔比11.72.b.空速0.30h
1
水/烯摩尔比15;c.空速0.17h~,水/烯摩尔比18.28
第8期
章士震:树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
59l・
从图4可以看出,随着温度的升高,丙烯转化率明显增加,从化学平衡常数表达式和反应速率常数L4J可知,丙烯水合反应为放热反应,从热力学观
点来看,温度低对反应有利。然而在本试验温度范
围内,由于反应尚未达到化学平衡,丙烯的传质速率
缓熳,动力学为反应过程的主要影响因素-5J。因
连鲁草#囊窿
此,提高反应温度,丙烯转化率提高。虽然在高温区反应时,有副产物二异丙醚生成,丙烯转化率升高的水,卅摩尔比
同时,异丙醇选择性有所下降。但在连续化、水/烯摩尔比大的工艺条件下,反应目的产物不断被取出,图6水/烯摩尔比对转化率的影响生成副产物极少,选择性均在98%以上。然而温度
a.温度140℃,空速017h。1.b.温度1柏℃过高,树脂催化剂中的一s嘎H流失快,催化剂失活
空速043h一‘;c温度130℃,空速0.30h
1
d.温度130℃.空速0.50h-1
快。根据树脂的耐温性能,选择反应温度范围为
130~165℃。
丙烯水合是放热反应。高水/烯摩尔比有利于控
2.3.3丙烯空速对反应的影响
制床层反应温度,并可使催化剂表面能得到充分润图5为丙烯空速对反应的影响。由图5可见,湿,能及时导出催化剂床层的反应热,防止催化剂超
在试验范围内,转化率与空速成反比,异丙醇收率与温而失活。但水儒摩尔比大,能耗相应增加。本试
空速成正比。
验选择水/烯摩尔比为13~15。
2.3.5催化剂寿命试验
在初始反应温度130℃,反应压力8.0MPa,
≥
丙烯空速O.3h,水脯摩尔比13.6的条件下,通
童
过提高反应温度控制丙烯转化率。试验结果见
童
表4。
鲁
芝鼍草髯囊翟
鼍
表4
xP型树脂催化刑的热稳定性试验
宜
咪
反应温度/℃
130
135144145150160165丙烯转化事/%58.4
57556
8
61.358.658.557.0500
1000
700
300
1000
500
丙■空建,h。
运转时间/h
500
由表4可见,当终止反应温度为165℃时,xP
图5丙烯空运对转化罩及收翠的髟啊反应温度130℃,压力8.0MPa,水/烯摩尔比15
型催化剂用于丙烯水合反应寿命可达4500h。(丙烯单程转化率大于55%)。
丙烯空速高,转化率低,虽然收率在一定范围内2.4丙烯直接水合放大试验
有所增大,但由于单程转化率低,所以丙烯利用率也在小试基础上,分别进行了500“、1000
rnl和
低,而采用丙烯大量循环,则导致能耗增大;丙烯空30
L装置的逐级放大,为工业生产提供依据。速低,转化率高,但收率太低,装置处理能力小。综放大试验反应器数据见表5。半工业化试验的
合考虑,选择丙烯空速为0.2~O.3h~。工艺流程见图7。
2.3.d水/烯摩尔比对反应的影响
表5丙烯水合反应器数据
水/烯摩尔比对反应的影响如图6所示。由图6可见,在一定空速条件下,转化率随水/烯摩尔比的增加而提高,但达到一定的水/烯摩尔比后,转化
率增加的幅度不明显。理论上水/烯摩尔比增大,反
应推动力增加,使转化率提高,产物异丙醇在水中的
浓度也较低,可抑制二异丙醚的生成,因而提高了异
丙醇的选择性。
万
方数据
592・
Pm()【=HEMlCAL
石油化工
2001年第30卷
表6丙烯水台反应三级放大试验结果
丙烯转化率/%
反应器体积^d
空速0.2h
1
TDCHNoLoGY
空速0.3h
由表6可见,尽管各反应器内径、高径比、催化剂装填量等不同,但在工艺条件相同的情况下,基本
图7半工业化试验]‘艺流程不惹剐
重复了小试结果。
rIlrll×1700
中试反应器:500rnl,怊9
rm×7
nllll:1000“.把9mm×7mm×3400mm。两反应
3结论
(1)以xP型树脂为催化剂、在滴流床反应器中丙烯直接水台的反应条件为起始反应温度130℃、终止反应温度165℃、反应压力8,0MPa、水/烯摩尔比15。在小试装置中,当丙烯空速0.2
h。1
器内轴向均装有一根怊rnn、×1半工业化反应器(30L):中250mm,内轴向装有一根+18
r一热电偶套管。
mm热电偶套管。
mm×45mm×3400
mnl×5
流程简述:原料丙烯与去离子水预混加热后由反应器顶部送入反应系统,通过)(P型耐温树脂催化剂,在滴流床内进行直接水合反应。反应产物进入气液分离系统,分离出的未反应丙烯气体循环回反应系统。含异丙醇的水溶液进入常压分离系统,经脱水、精制后可得符合GB7814—87标准的异丙醇产品。分离出的水经处理后返回反应系统。
为强化扩散过程并使液体分布均匀,在各反应器催化剂床层上面均匀装填瓷质拉西环。在30
L
和O.3h’1时,丙烯转化率分别为67.21%和
55.75%;催化剂寿命可达4500
h。
(2)水合反应器经j级放大,反应结果基本重复小试结果。可作为工业化装置设计依据。
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表6为反应温度130℃、压力8.OM咿a、水/烯摩尔比15时,三级放大的试验结果。
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[Abstract]The
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a
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PetIDch洲lkhnd。gy.S】1ar咖1
201208.chIm
productionofi阳一proparloIbyresincatalyzeddirecthydrationofpropylenewasinvestlgated
propylene,space
t^ckJebedreactor.Theeffectsofoperatillgtemperature,pressure,concentrati(mof
as
velocityofpr【)pyle工1e
operationpararlleterSpressure
well
as
theratiobeLweenpropyleneandwater
temperature
on
ther朗ctionwereexamined.Thebest
ternperature
are:initialoperation130℃,te丌ninating160℃,opemtir培ofpmpylene
can
8MPa,pr()pylene印acevolecity0.2~0.3h~.WiththeSe∞nditions,thc∞nversion
reach67%.ThecatalystIastsmorethan4500h
[Key帅rds]hydratj。n;pmpylene;抽一propyl
alcohol;xP—resin
(编辑安静)
万方数据
树脂法丙烯直接水合制取异丙醇
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
章士震
上海石油化工研究院石油化工
PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2001,30(8)2次
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