张瑞华，滕文彬，杜桂强，宋世晶
( 山东海科化工集团，山东东营257105)
摘要: 本文研究了一种提纯异丙醇生产过程中副产物二异丙醚的新工艺。针对丙烯水合反应过程中丙烯缩合等副反应产生的C6烯烃杂质组分沸点与二异丙醚沸点接近，采用常规精馏的方法很难分离，二异丙醚产品纯度低，质量差的问题。提出了一种采用萃取和共沸精馏相结合的提纯异丙醇装置副产物二异丙醚的新工艺。精制提纯后二异丙醚产品纯度提高到99% 以上，能够达到煤制气溶剂、医药中间体、素等行业的要求。 关键词: 二异丙醚; 共沸精馏; 新工
中图分类号: TQ413．23文献标识码: A文章编号: 1008 －021X( 2014) 10 －0023 －03
Ｒesearch on a New T ech nology of Pu ri f yi n g D ii s oprop yl Et h er
Fro m the Byproduct of I s opropanol I n s t al l at i on
ZHANG Ｒuihua，TEN G W e nbin，Du Gui －qiang，So ng Shij i ng
( Shan d on g Hi －tech Ch e m i ca l Group ，D o n g y i n g257105，Ch i n a)
A b s t r a c t: I n th i s paper，A new pu r i f i ca t i o n p r oce ss of D ii so p r o py l Ether was s tud i es d．The m a t e r i a l s of D ii so p r o py l E th e r was the by －pr od uct of i so p r o p a n o l i n s t a ll a t i o n．Becau se of the b o ili n g p o i nt of C6 and D ii so p r o py l Ether were a pp r oac h．So the meth od s of co nv e nt i o n a l d i s t ill a t i o n wa s d i ff i c u l t to se par ate th i s m a t e t i a l s，a nd the pu r i ty of the pr od uct wa s l o w and th e qu a li ty wa s p oo r，th i s paper d e v e l o p e d a new p r ocess of pu r i t i n g D ii so p r o py l Ether from the byproduct of i so p r o p a n o l i n s t a ll a t i o n．D ii so p r o py l Ether was made e ff ec t i v e l y through e xt r ac t i v e and A zeo t r o p i c d i s t ill a t i o n．D ii so p r o py l Ether was a b l e to ac h i e v e More than 99% after the pu r i f i e d，A nd can be w i d e l y used in the coa l so l v e nt，ph a r m ace ut i ca l i nt e r m e d i c t es，a nd other i ndu s t r i es．中央7台每日农经
K e y wo r d s: d ii so p r o py l ether; azeo t r o p i c d i s t ill a t i o n; new p r ocess
二异丙醚是重要的化工原料，作为有机溶剂和合成原料广泛应用于化工和医药等行业，从生产异丙醇的副产物中分离提纯二异丙醚是一种传统的生产二异丙醚的方法。目前市场上销售的二异丙醚产品多为异丙醇装置副产品，由于异丙醇合成过程中副反应复杂，造成二异丙醚产品纯度低，仅在98．5%左右，无法满足作为医药中间体和素等行业的使用要求。由于副产物中的异丙醇、二异丙醚和水相互之间都能形成恒沸，在常压下形成的二元和三元恒沸体系( 组成及恒沸点见表2) ，并且由于异丙醇
合成过程中的副产物C6 烯烃杂质的沸点与二异丙醚的沸点非常接近，具体沸点数据见表3，用常规精馏方法得不到高纯度二异丙醚产品。为了增加副产二异丙醚的附加值，人们对该体系的分离精制进行了大量的研究，采用共沸精馏的工艺较为成熟，但普遍存在工艺复杂，能耗高，间歇操作等问题，难以在工业生产中大规模应用。也有采用萃取精馏分离该体系的研究，但是后续还有萃取剂的回收及产品正增加了萃取剂杂质等问题［1 －2］。丙醚形成共沸物的组分，这样就给二异丙醚的精制提纯工作带来了非常大的困难。具体原料数据和沸点数据如下表所示［3］。
表1原料组成
组分含量/%
D I P E
I P A
H2 O
丙酮
77．23
15．85
3．49
0．44
正丁醇0．91
C6 烯烃2．08
表2 C6 烯烃几种同分异构体与二异丙醚沸点
组分沸点/℃
二异丙醚
2 －甲基－戊烯－2
3 －甲基( 顺) 戊烯－2
3 －甲基( 反) 戊烯－2
2，3 －二甲基－丁烯－2
68．4
67．29
70．45
1 异丙醇装置副产二异丙醚提纯过程中问题分析
由于异丙醇合成过程中反应过程高温高压，产生的副产
67．63 物组分复杂。两分子丙烯聚合产生的C6 烯烃的几种同分异
构体组分，其沸点与二异丙醚的沸点非常接近。并且来自异
丙醇精制工段的粗醚物料中还含有水、异丙醇等能够与二异
73．21
收稿日期: 2014 － 08 －05
作者简介: 张瑞华( 1977—) ，女，山东泰安人，工程师，硕士，主要从事石化新产品的开发和科技信息研究工作。
山 东 化 工我们相爱6年
SHANDO NG C HE M I C AL I ND U S T ＲY
·24· 2014 年第 43 卷
表 3 D I P E 与水、IPA 形成的恒沸物
烯烃等杂质组分，上述粗醚中的异丙醇可以通过以水作为萃 取剂的萃取工艺除去，残留微量水和异丙醇可以通过共沸精
馏除去。而与二异丙醚沸点接近的 C6 烯烃的几种同分异构 体组分由于沸点差在 1℃ 左右，采用常规的精馏方法无法分 离。通过文献检索和实验验证，选择甲醇作为共沸剂的共沸 精馏方法进行脱除。共沸剂甲醇的添加量为物料中 C6 烯烃 组分含量的 1． 5 倍，具体的添加量根据粗二异丙醚中 C6 烯 烃杂质的含量不同进行相应的调整。加入共沸剂甲醇与 C6 烯烃组分形成共沸物从塔顶脱除，塔釜含有其它重组分杂质 的二异丙醚再经脱重和精制可以得到纯度大于 99% 的二异 丙醚产品。
恒沸组成 / % 恒沸温度 /
℃ w H 2O
w I P A wDOPE 66． 2 62． 2 80． 3
61． 8
16． 3 95． 5 12． 6 4． 0
83． 7 4． 5 87． 4 91． 0
5． 0
从表中数据可以看出，由于异丙醇生产过程中丙烯的聚 合反应生产的 C6 烯烃的几种同分异构体组分的沸点与二异 丙醚的沸点非常接 近，用 常 规的精馏方法很难分离除去 C6 烯烃杂质组分。另外，来自异丙醇精制工段的粗二异丙醚物 料中还含有水和异 丙 醇，由 于 水、异丙醇和二异丙醚三种物 质两两共沸，并且能够形成三元共沸物，给精馏分离提纯二 异丙醚工作带来了很大的困难。本研究提出了一种利用萃 取结合共沸精馏的提纯异丙醇装置副产物二异丙醚的新工 艺。
青岛大学医学院学报3 程
本研究异丙醇装置副产二异丙醚的提纯工艺流
按照上述提纯原理，我公司对现有二异丙醚提纯装置进 行了改造，调整为以水萃取和甲醇共沸精馏再脱重、精 制 的 流程。改造完成以后的工艺流程图如图 1: 物二异丙醚的提纯工艺流程图。
异丙醇装置副产 2 本研究异丙醇装置副产二异丙醚的提纯原理
异丙醇装置副产物粗二异丙醚中含有水、异丙醇、和 C6
图 1 异丙醇装置副产物二异丙醚的提纯工艺流程图
异丙醇装置副产物二异丙醚的提纯工艺流程主要包括 以下四步，步骤 1 : 萃 取: 来自异丙醇精制工段的粗醚物料， 先从萃取塔的上部进料口进入萃取塔，萃取剂水从萃取塔下 部进料口进入，从萃取塔顶排出的二异丙醚物料中异丙醇含 量下降至 1% 以下。萃取塔为填料塔，共有 3 层填料。
步骤 2: 共沸精馏脱除 C6 烯烃杂质，共沸剂甲醇与来自 萃取塔的粗二异丙醚物料在管道中混合，共沸剂甲醇的加入
量为粗醚中 C6 烯烃组分物料含量的 1． 5 倍。控制共沸精馏 塔的塔顶压力 10 kPa 左 右，塔 顶 温 度 63℃ 左 右，回 流 比 为 30，经共沸精馏后塔釜物料中 C6 烯烃杂质含量下降到 0． 6% 以下。
步骤 3: 脱除重组分杂质: 来自共沸精馏塔塔釜的二异丙 醚物料进入脱重组分塔脱除粗醚物料中的重组分杂质。
步骤 4: 二异丙醚精制，来自二异丙醚脱重组分塔塔顶的
·25·第10 期张瑞华，等: 异丙醇装置副产二异丙醚提纯新工艺研究
物料进入二异丙醚精制塔，控制塔顶压力10 k P a，温度68℃，回流比为0． 5 的条件下，塔顶得到纯度大于99% 的二异丙醚产品。
4 结果与讨论
4．1 萃取剂水添加量对二异丙醚产品质量的影响来自异丙醇精制工段的粗二异丙醚中异丙醇含量在15% 左右，在其它操作条件不变的情况下，萃取塔萃取剂水的添加量与粗醚进料比例2 ～3(水与粗醚质量比) ，当萃取剂水的添加量小于 2 时，萃取后醚相物料中异丙醇含量高，由于异丙醇与二异丙醚共沸，增加了后续处理的难度，当萃取剂的添加量大于 3 时，萃取剂水的用量大，增加了后续从萃取剂中回收异丙醇的能耗，因此适宜的萃取剂水的添加量在2 ～ 3 之间( 水与粗醚质量比) ，经过萃取后粗醚物料中异丙醇的含量下降至0．5% 以下，残留微量的水和异丙醇物料可以通过经过过程中与二异丙醚形成二元或者三元共沸物的形式除去。因此从萃取的效果和异丙醇回收的角度考虑，在粗二异丙醚中异丙醇含量为15% 左右时，适宜的萃取剂水的添加量与粗醚物料的质量比为2 ～3，经过萃取后物料经过精馏后水、和异丙醇含量能够满足二异丙醚产品的质量指标要求。4．3 共沸精馏塔回流比对二异丙醚产品质量的影响经水萃取后粗二异丙醚中C6 烯烃杂质含量在2．5%时，在共沸剂添加量为C6 烯烃杂质含量1． 5 倍时，其它操作条件不变的情况下，考察共沸精馏塔回流比对共沸精馏脱除杂质效果的影响。来自萃取塔的粗二异丙醚含量组成为含水0．7%，异丙醇0．5%，C6 烯烃含量为2．5%，其它杂质含量为1．6%，二异丙醚含量94．7%时，当共沸精馏塔的回流比在10 － 50 之间，在其它操作条件不变的情况下，考察回流比对共沸精馏塔脱除C6 烯烃杂质的效果。开始，当回流比不断增大时，共沸精馏塔塔釜二异丙醚物料中C6 烯烃杂质组分的含量逐渐下降，当回流比大于30 后，
C6 烯烃杂质组分含量下降不明显，并且由于回流比的增大，共沸精馏塔的能耗逐渐增大，综合考虑杂质脱除效果和能耗等因素，二异丙醚脱除C6 烯烃杂质共沸精馏塔的最佳回流比为30 。回流比与共沸精馏塔塔釜C6 烯烃杂质含量对比如下表所示:奇虎360借壳上市
表5回流比对二异丙醚产品质量的影响
回流比二异丙醚损失比例/%二异丙醚产品纯度/%
晚霞报10 13．43 98．85
20 7．65 99．11
30 4．68 99．41
4．2 共沸剂添加量对二异丙醚产品质量的影响萃取后二异丙醚中C6 烯烃杂质组分总量在2．5%时，在40
50
4．37
4．04
99．26
99．02
其它操作条件不变的情况下，共沸剂的添加量小于1． 5 倍C6
烯烃组分含量时，二异丙醚经过共沸精馏和脱重、精制后，产品中C6 烯烃杂质组分含量仍然1% 左右，产品很难达到99%的质量要求。当共沸剂的添加量与C6 烯烃杂质组分的质量比大于1． 5 时，经过精制以后的二异丙醚产品在纯度、度等各项指标均达到了99% ，度小于10 的指标要求，但是继续增加共沸剂的用量，一方面造成了二异丙醚收率的降低，另一方面共沸剂甲醇的浪费。因此，从降低装置能耗、提高二异丙醚产品收率和节约共沸剂甲醇加入量等方面综合考虑，在萃取后粗醚中C6烯烃杂质组分含量为2．5%时，适宜的共沸剂添加量为1: 1．5( C6 烯烃与共沸剂甲醇的质量比) ; 经过精制以后的二异丙醚产品能够达到99% 以上的质量指标要求。
表4 共沸剂加入量对异丙醚产品纯度的影响5 结论
( 1) 异丙醇装置副产物二异丙醚提纯新工艺的最佳操作条件为: 在粗二异丙醚中含有2．08% C6 烯烃杂质组分，含异丙醇15% 时，适宜的萃取剂水的添加量为粗醚量的2 －3 倍，共沸剂的添加量为二异
丙醚中C6 烯烃杂质含量的1． 5 倍时，共沸精馏塔的回流比为30 时，经过精制后的二异丙醚产品的纯度能够达到99% 以上的指标要求。
( 2) 经过权威部门检测，提纯后的二异丙醚产品纯度提高到99% 以上，甚至达到了99．5%，能够广泛应用于医药中间体、煤制气溶剂、香料等行业。因此，本研究丙烯水合法异丙醇装置副产物二异丙醚的提纯新工艺技术成熟可靠，现有装置技术改造成本低，适合现有二异丙醚提纯装置的改造，能够为异丙醇装置增加效益。
参考文献
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［3］程能林．溶剂手册［M］． 3 版．北京: 化学工业出版社，2002: 430 －432．
加入量比醚损失比例/%异丙醚纯度/%
1: 1 1: 1．1 1: 1．2 1: 1．3 1: 1．4 1: 1．5 1: 1．6 1: 1．7 1: 1．8 1: 1．9 5．76 97．67
9．13 98．24
7．71 98．73
5．47 98．96
4．45 99．15
4．68
6．53
8．31
9．49
14．34
99．41
99．21
99．02
98．88
98．76
( 本文文献格式: 张瑞华，滕文彬，杜桂强，等．异丙醇装置副
产二异丙醚提纯新工艺研究［J］．山东化工，2014，43( 10) : 23
－25．)
