甲基异丙酮提纯系统的制作方法

1.本技术涉及分离提纯技术领域，尤其涉及一种甲基异丙酮提纯系统。


背景技术：

2.甲基异丙基酮，化学名2-甲基-2-丁酮，常温常压下是一种无色透明液体，极微溶于水，易溶于醇和醚，具有特殊的酮的气味。沸点94～95℃，甲基异丙基酮有芳香气味，是一种重要的精细化工原料和高档溶剂，主要用作染料、医药和香料的中间体以及制备睛纶专用阳离子染料中间体，并且作为溶剂具有特殊的选择性。此外，甲基异丙基酮还可作萃取剂、密封剂、羊毛防缩剂、乳液聚合助剂以及有机合成原料等。
3.甲基异丙基酮的合成方法有多种，从生产工艺的先进性、产品质量、原料的来源和生产成本，特别是从对环境的影响来看，异戊二烯水合异构法具有明显的优势，因而使用最为广泛，异戊二烯水合制备甲基异丙酮的过程是：将异戊二烯和水蒸气，于200
±
20℃的条件下通入含有固体酸的催化床进行反应，得到产品甲基异丙酮。
4.经过催化反应床生成的粗品甲基异丙基甲酮为气态，合成气中80％左右为甲基异丙基甲酮，5％左右为沸点小于50℃的产物，10％左右为沸点大于100℃的产物，需经过换热器冷凝后收集，现有技术为一次冷凝收集粗产品，采用50℃的水冷凝，将冷凝得到粗产品再经过精馏设备精馏得到纯品甲基异丙酮，但是现有的这种只经过一次冷凝的方法得到的粗产品中高沸点(沸点大于100℃)杂质含量高，再将含有高沸点的杂质的粗产品进行精馏时，会增加精馏设备的工作负担，且得到的精馏产品的纯度不佳。


技术实现要素：

5.本技术提供一种甲基异丙酮提纯系统，用以解决上述现有技术中，会增加精馏设备工作负担和得到的精馏产品纯度不佳的问题。
6.本技术提供一种甲基异丙酮提纯系统，包括：依次连接的反应床、第一换热器、第一气液分离器、第二换热器、第二气液分离器和尾气接收罐；
7.反应床和第一换热器的管程入口连接，第一气液分离器分别与第一换热器的管程出口与第二换热器的管程入口连接，第二气液分离器与第二换热器的管程出口连接；
8.第一气液分离器还与第一接收罐连接；
9.第二气液分离器还与第二接收罐连接。
10.可选地，第一气液分离器包括第一气液分离器本体，设置在第一气液分离器本体外壁的第一夹套、设置在第一气液分离器本体顶部的第一进料口和第一出气口、设置在第一气液分离器本体底部的第一出液口；
11.第一进料口与第一换热器的管程出口连接，第一出气口与第二换热器的管程入口连接；第一出液口与第一接收罐连接；
12.第一夹套一侧的下部设置有第一换热介质入口，第一夹套一侧的上部设置有第一换热介质出口；
13.第一换热介质入口与第一换热器的壳程出口连接。
14.可选地，系统还包括精馏塔，精馏塔的物料入口与第二接收罐连接，精馏塔的排气口与尾气接收罐连接，精馏塔的产物出口连接有成品物料储罐。
15.可选地，系统还包括与第一接收罐连接的蒸馏釜，蒸馏釜还与精馏塔的物料入口连接。
16.可选地，精馏塔还与釜残储罐连接，釜残储罐与蒸馏釜连接用于接收蒸馏釜中的釜残。
17.可选地，精馏塔为隔壁精馏塔。
18.本技术提供的甲基异丙酮提纯系统，通过设置第一换热器和第二换热器，将甲基异丙酮合成气进行分级冷凝，先利用第一换热器冷凝分离出甲基异丙酮合成气中沸点高于100℃的高沸点物质，再利用第二换热器冷凝得到甲基异丙酮液态粗品，这种分级冷凝的方式，能降低甲基异丙酮液态粗品中的高沸点(沸点大于100℃)杂质的含量，减轻了甲基异丙酮液态粗品在精馏提纯时精馏设备的工作负担，进一步地也降低了甲基异丙酮精馏产品中高沸点杂质的含量，从而有利于提升甲基异丙酮产品的纯度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术一实施例提供的甲基异丙酮提纯系统示意图；
21.图2为本技术一实施例提供的第一气液分离装置的结构示意图；
22.图3为本技术一实施例提供的第二气液分离装置的结构示意图；
23.图4为本技术另一实施例提供的甲基异丙酮提纯系统示意图；
24.图5为本技术又一实施例提供的甲基异丙酮提纯系统示意图。
25.附图标记说明：
26.1、反应床；
27.2、第一换热器；
28.3、第一气液分离装置；
29.31、第一气液分离器；
30.311、第一气液分离器本体；
31.312、第一夹套；
32.3121、第一换热介质入口；
33.3122、第一换热介质出口；
34.313、第一进料口；
35.314、第一出气口；
36.315、第一出液口；
37.32、第一接收罐；
38.4、第二换热器；
39.5、第二气液分离装置；
40.51、第二气液分离器；
41.511、第二气液分离器本体；
42.512、第二夹套；
43.5121、第二换热介质入口；
44.5122、第二换热介质出口；
45.513、第二进料口；
46.514、第二出气口；
47.515、第二出液口；
48.52、第二接收罐；
49.6、尾气接收罐；
50.7、精馏塔；
51.71、成品物料储罐；
52.8、精馏釜；
53.9、釜残储罐。
具体实施方式
54.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本技术保护的范围。
55.图1为本技术一实施例提供的甲基异丙酮提纯系统示意图，如图1所示，本技术实施例提供的甲基异丙酮提纯系统包括反应床1、第一换热器2、第一气液分离装置3、第二换热器4、第二气液分离装置5和尾气接收罐6；
56.第一气液分离装置3包括第一气液分离器31和第一接收罐32；
57.第二气液分离装置5包括第二气液分离器51和第二接收罐52；
58.反应床1和第一换热器2的管程入口连接；第一气液分离器31分别与第一换热器2的管程出口与第二换热器4的管程入口连接，第二气液分离器51与第二换热器4的管程出口连接；第一气液分离器31还与第一接收罐32连接；
59.第二气液分离器51还与第二接收罐52连接。
60.本技术的系统在使用时，反应床1输出的甲基异丙酮合成气(温度为180～260℃)进入第一换热器2的管程中，被第一换热器2壳程中的换热介质(温度为100℃的循环水)换热降温，合成气中沸点高于100℃的物质(比如异戊二烯的二聚体、三聚体等)被冷凝成液态物，沸点低于100℃的物质仍呈气态，为第一气态物(主要成分为甲基异丙酮)，第一气态物和液态物从第一换热器2的管程出口输出，进入第一气液分离装置3中，第一气态物和液态物在第一气液分离装置3中被分离，第一气液分离器31用于将经过第一换热器2冷凝后得到的液态物和第一气态物进行气液分离，分离后的第一气态物进入第二换热器4的管程，分离后的液态物进入第一接收罐32中。本技术中第一换热器2的壳程中的换热介质为100℃的循环水，第一换热器2的工作压力为常压，因而在对甲基异丙酮的合成气进行换热时，由于100
℃为常压下水的沸点，因而该100℃循环水吸收热量会再沸腾蒸发产生蒸汽，通过蒸汽的蒸发带走热量，产生的蒸汽从第一换热器2的壳程出口排出，在使用中只需不停向第一换热器2的的壳程供给100℃的循环水，保证第一换热器2的壳程中液位高度(比如和第一换热器2的壳程出口高度水平)不变即可。
61.输入到第二换热器4的管程中的气态物质被第二换热器4壳程的换热介质(温度为50℃的循环水)冷凝，得到甲基异丙酮液态粗品和沸点低于50℃的第二气态物，甲基异丙酮液态粗品和第二气态物进入第二气液分离装置5中被分离，第二气液分离器51用于将经过第二换热器4冷凝后得到的甲基异丙酮液态粗品和第二气态物分离，分离后的第二气态物进入尾气接收罐6中存储或是再次冷凝后进行精馏，分离出其中残留的甲基异丙酮，分离得到的甲基异丙酮液态粗品则进入第二接收罐52中暂存进行后续的精制操作。
62.本技术的系统，通过设置第一换热器2和第二换热器4，将甲基异丙酮合成气进行分级冷凝，先利用第一换热器2冷凝分离出甲基异丙酮合成气中沸点高于100℃的高沸点物质，再利用第二换热器4冷凝得到甲基异丙酮液态粗品，这种分级冷凝的方式，能降低甲基异丙酮液态粗品中的高沸点(沸点大于100℃)杂质的含量，减轻了甲基异丙酮液态粗品在精馏提纯时精馏设备的工作负担，进一步地也降低了甲基异丙酮精馏产品中高沸点杂质的含量，从而有利于提升甲基异丙酮产品的纯度。
63.可选地，如图2所示，第一气液分离器31包括第一气液分离器本体311，设置在第一气液分离器本体311外壁的第一夹套312、设置在第一气液分离器本体311顶部的第一进料口313和第一出气口314、设置在第一气液分离器本体311底部的第一出液口315；
64.第一进料口313与第一换热器2的管程出口连接，第一出气口314与第二换热器4的管程入口连接；第一出液口315与第一接收罐32连接；
65.第一夹套312一侧的下部设置有第一换热介质入口3121，第一夹套312一侧的上部设置有第一换热介质出口3122；
66.第一换热介质入口3121与第一换热器2的壳程出口连接。
67.本技术中，第一气液分离器本体311的本质为一罐体，从第一换热器2输出的气、液混合物从第一气液分离器31顶部的第一进料口输入至第一气液分离器31中，第一气液分离器31利用重力沉降的方式将液态物和第一气态物分离。在第一气液分离器本体311外壁设置第一夹套312，第一夹套312内流动的换热介质是第一换热器2壳程流出的换热介质(本技术中为温度为100℃的水蒸气)，这种设置，能防止第一气态物在第一气液分离器31中因温度降低而冷凝，进而导致甲基异丙酮损失的情况的发生，且第一夹套312再次利用了第一换热器2壳程流出的换热介质，这样也能减少能源的浪费，有利于减少企业生产成本，提高能源利用效率，对第一气液分离器31加热后的换热介质，从第一换热介质出口3122输出，再循环至相应的换热介质生产装置，比如对换热介质进行加热的加热器。
68.可选地，如图3所示，第二气液分离器51包括第二气液分离器本体511，设置在第二气液分离器本体511外壁的第二夹套512、设置在第二气液分离器本体511顶部的第二进料口513和第二出气口514、设置在第二气液分离器本体511底部的第二出液口515；
69.第二进料口513与第二换热器4的管程出口连接，第二出气口514与尾气接收罐6连接；第二出液口515与第二接收罐52连接；
70.第二夹套512一侧的下部设置有第二换热介质入口5121，第二夹套512一侧的上部
设置有第二换热介质出口5122；
71.第二换热介质入口5121与第二换热器4的壳程出口连接。
72.本技术中，第二气液分离器51的结构和第一气液分离器31的结构相同，第二夹套512内流动的换热介质为第二换热器4壳程流出的换热介质，这样能避免因第二气态物在第二气液分离器51中冷凝，导致甲基异丙酮液态粗品中沸点低于50℃的杂质冷凝，而降低甲基异丙酮液态粗品的纯度，且这样也能再次利用第二换热器壳程的换热介质，避免了能源的浪费；由于第二换热器4中使用的换热介质温度为50℃的循环水，与甲基异丙酮的沸点(94～95℃)相差很大，且换热介质为不断流动的循环水，因而不会有进入第二夹套512中换热介质的温度过高(高于甲基异丙酮的沸点)使得甲基异丙酮无法冷凝的情况出现。
73.可选地，如图4所示，本技术的系统还包括精馏塔7，精馏塔7的物料入口与第二接收罐52连接，精馏塔7的排气口与尾气接收罐6连接，精馏塔7的产物出口连接有成品物料储罐71。
74.本技术中，精馏塔7用于将暂存于第二接收罐52中甲基异丙酮液态粗品进行精馏提纯，成品甲基异丙酮采出后，输入至成品物料储罐71中存储；沸点低的杂质则从塔顶采出输入至尾气接收罐6中，以进行集中处理。
75.可选地，如图5所示，本技术的系统还包括与第一接收罐32连接的蒸馏釜8，蒸馏釜8还与精馏塔7的物料入口连接。
76.本技术中，第一接收罐32中存储的是经过第一换热器2冷凝后沸点高于100℃的高沸物，其中会混有少量甲基异丙酮，将第一接收罐32与蒸馏釜8连接，将第一接收罐32中存储的高沸物利用蒸馏釜8蒸馏，调节蒸馏釜8的釜温将沸点小于95℃的馏分通入精馏塔7中进行精馏，这种方式能进一步回收高沸物中的甲基异丙酮，减少甲基异丙酮的浪费。
77.可选地，如图5所示，本技术的系统还包括釜残储罐9，釜残储罐9分别与精馏塔7和蒸馏釜8连接，用于接收精馏塔7和蒸馏釜8中的釜残。
78.本技术中，蒸馏釜8中蒸出沸点小于95℃的馏分后，釜内未被蒸馏出的釜残会进入釜残储罐9中暂存；类似地，精馏塔7塔底的釜残也进入釜残储罐9中暂存，釜残储罐9的釜残液会被送入相应的处理工段，回收其中的可利用物质。将蒸馏釜8和精馏塔7中的釜残集中到釜残储罐9中处理，有利于资源集约化处理利用，也能减少环境污染。
79.可选地，精馏塔7为隔壁精馏塔。
80.本技术中，精馏塔7为隔壁精馏塔，在原理上，一个隔壁精馏塔可以实现两个或多个常规精馏塔的分离功能，具有减少设备数量，降低装置投资及运行费用的优点。
81.一种甲基异丙酮提纯系统，其工作流程如下：
82.本技术的系统在使用时，反应床1输出的甲基异丙酮合成气(温度为180～260℃)进入第一换热器2的管程中，被第一换热器2壳程中的换热介质(温度为100℃)换热降温，合成气中沸点高于100℃的物质(比如异戊二烯的二聚体、三聚体等)被冷凝成液态物，沸点低于100℃的为第一气态物(主要成分为甲基异丙酮)，第一气态物和液态物从第一换热器2的管程出口输出，通过第一进料口313进入第一气液分离器本体311中沉降分离，液态物通过第一气液分离器31底部的第一出液口315进入第一接收罐32中，气态物则从第一出气口314进入第二换热器4的管程中；与此同时第一换热器2壳程出口输出的换热介质进入第一夹套312中，防止因第一气态物冷凝而造成甲基异丙酮的产量降低。
83.输入到第二换热器4的管程中的气态物质被第二换热器4壳程的换热介质(温度为50℃)冷凝，得到甲基异丙酮液态粗品和沸点低于50℃的第二气态物，甲基异丙酮液态粗品和第二气态物通过第二进料口513进入第二气液分离器51中沉降分离，甲基异丙酮液态粗品通过第二气液分离器51底部的第二出液口515进入第二接收罐52中，气态物则从第二出气口514进入尾气接收罐6中；与此同时第二换热器4壳程出口输出的换热介质通过第二换热介质入口5121进入第二夹套512中，防止因第二气态物冷凝而造成甲基异丙酮液态粗品的杂质含量升高。
84.将第二接收罐52中的甲基异丙酮液态粗品输入至精馏塔7(精馏塔7为隔壁精馏塔)中进行精馏，成品甲基异丙酮被输入至成品物料储罐71中存储，塔顶得到的低沸物则被输入到尾气接收罐6中，精馏塔7塔底的釜残则进入釜残储罐9中存储进而被集中处理。
85.并且，第一接收罐32中暂存的经过第一换热器2冷凝后沸点高于100℃的高沸物，被输入至蒸馏釜8蒸馏，调节蒸馏釜8的釜温将沸点小于95℃的馏分通入精馏塔7中进行精馏，未被蒸馏出的釜残会进入釜残储罐9中暂存进而被集中处理。
86.最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。