CN102294204A - 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺 - Google Patents

一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN102294204A
CN102294204A CN2011101892765A CN201110189276A CN102294204A CN 102294204 A CN102294204 A CN 102294204A CN 2011101892765 A CN2011101892765 A CN 2011101892765A CN 201110189276 A CN201110189276 A CN 201110189276A CN 102294204 A CN102294204 A CN 102294204A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipeline
reaction
fixed bed
valve
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011101892765A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102294204B (zh
Inventor
周政
张志炳
杨高东
龚雄辉
吴平铿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University
Original Assignee
Nanjing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University filed Critical Nanjing University
Priority to CN2011101892765A priority Critical patent/CN102294204B/zh
Publication of CN102294204A publication Critical patent/CN102294204A/zh
Priority to US14/361,174 priority patent/US9308468B2/en
Priority to EP12807318.6A priority patent/EP2745924B1/en
Priority to PCT/CN2012/076045 priority patent/WO2013004111A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102294204B publication Critical patent/CN102294204B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/009—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/03—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by addition of hydroxy groups to unsaturated carbon-to-carbon bonds, e.g. with the aid of H2O2
    • C07C29/04—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by addition of hydroxy groups to unsaturated carbon-to-carbon bonds, e.g. with the aid of H2O2 by hydration of carbon-to-carbon double bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/48—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by oxidation reactions with formation of hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/28—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/297—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • B01J2208/00557—Flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/0004—Processes in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/16—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring the ring being unsaturated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺，目的是提供一种更为高效的多类型反应器-分离集成新工艺及装置。本发明采用将所需反应的物料分别经过固定床反应器预反应和喷射浮动床反应器强化反应后进入后续分离系统分离，未被反应的物料将返回原料中间储罐与新鲜物料混合后作为原料继续反应。在此过程中，首先将物料一次经过固定床反应器，经过预反应后的物料达到一定的转化率，之后再次进入喷射浮动床反应器中进行强化反应，当产物达到所需的浓度时，进入后续分离装置进行分离。整个过程中，将固定床反应器、喷射浮动床反应器及后续分离系统相耦合，流程更集约，反应时间大大缩短，过程能耗进一步降低。

Description

一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺
发明领域
本发明涉及一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合而成的集成系统工艺。
背景技术
固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。目前工业上对固体为催化剂，液体为反应原料的液固催化反应主要利用固定床反应器来实现，如酯化反应、水合反应等。 
　　固定床反应器的优点是：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触， 当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单。③反应稳定。固定床反应器的缺点是：①传热差。②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。③反应时间较长。④ 涉及油水两相物料时，混合困难，反应速度受限。
喷射浮动床反应器是一种新型的强化反应器，它的工作原理是利用高速流动相去卷吸其它相, 产生剧烈搅拌效果，促使各相密切接触,并快速完成反应过程。在以固体为催化剂，液体为反应原料的液固催化反应中，喷射浮动床反应器可使反应物之间及反应物与催化剂之间充分混合，大幅强化质量与热量传递速率，改善反应器内的浓度和温度分布，加快反应进程，有效抑制副反应和提高反应选择性。
喷射浮动床反应器有许多独特优异的性能: ①传质传热效率高；②操作弹性高；③单位体积输入功率大，并可大幅降低能耗；④反应器结构简单，无刚性搅拌，适合于氧化加氢等危险性反应操作；⑤密封性能好, 尤其适用于高压反应；⑥混合效果和传质速率受反应器规模的影响程度小, 易于工程放大。
目前，工业上的反应分离集成系统是由反应设备与分离设备有机组成的集成系统，存在着一定的缺陷。如固定床反应-分离集成系统，即所谓的反应精馏塔，如酯化反应精馏塔。由于利用固定床反应器反应要达到一较高转化率需要较长的反应时间，所以停留时间较长，设备体积较大。而对于其它反应-分离集成系统，如氧化反应和加氢反应与分离单元组成的集成系统，则存在反应与分离难以相互耦合的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合而成的集成系统。如附图一所示。在反应阶段，将固定床反应器与喷射浮动床反应器相耦合，利用固定床反应器进行预反应，然后进入喷射浮动床反应器进行强化反应。在固定床反应器中进行的预反应缩短了强化喷射反应器内的反应时间，降低了固体催化剂的破损率，延长了固体催化剂的使用寿命；而喷射浮动床反应器可在相对较短的时间内提高后续反应的转化率，且能耗低，这又弥补了单纯使用固定床反应器的反应时间长转化率低的不足。若反应器流出的物料会分层，则可利用分相器分出油水两相，含产物的一相进入精馏系统进行分离，否则物料直接进入精馏系统，及时移走产物并将未完全反应的反应物返回反应单元以提高转化率。固定床和喷射浮动床与分离单元全系统的耦合可大幅降低能耗，节约成本。
本发明的目的可通过以下技术解决方案来实现：
一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺，它包括下列步骤：
步骤1. 将反应所需的新鲜反应料液由管道1输入中间物料储罐V-1（这里的反应包括适合固定床反应器的所有反应），用原料输送泵P-1将物料经过阀门F-1，流量计FM-1和换热器E-1加热后，由管道3定量地输送到固定床反应器R-1中进行预反应。反应物料一次通过固定床反应器R-1，并由中间缓冲罐V-2收集，固定床反应器中由反应所需的固体催化剂填充，其高度与粗细程度由具体的处理量及所需的停留时间决定；
步骤2. 将中间缓冲罐V-2中经过固定床反应器预反应的物料用物料输送泵P-2经过阀门F-3、流量计FM-2和换热器E-2由管道5输入喷射浮动床反应器R-2中进行强化反应，喷射浮动床反应器系统由反应器主体R-2、流体输送泵P-3、流量计FM-3、换热器E-3、喷射器J-1及相应的管道和阀门组成，由流体输送泵P-3将反应器R-2中的流体抽出，经过阀门F-4、流量计FM-3及换热器E-3加热到所需反应温度后由管道7输入喷射器J-1后，射入反应器R-2中进行循环强化反应，喷射浮动床反应器R-2的具体尺寸由物料处理量及停留时间决定；
步骤3. 反应进行一段时间后，由取样口16进行取样分析，当产物达到所需的浓度要求时，由管道9或者管道10出料，当出料的液相分层时，将物料经过液体流量计FM-4、换热器E-4及阀门 F-5由管道9进入分相器V-4进行分相，上层油相液体由管道11进入缓冲罐V-5；当出料的液体不分层时则物料经过阀门F-6由管道10直接进入缓冲罐V-5；
步骤4. 当出料的液相分层时，则在分相器V-4中分为油水两相，不含产物的液相层由管道13经过液体输送泵P-4由管道14输送到原料储罐V-1中，中间缓冲罐V-5中含有产品的液相由液体输送泵P-5抽出，经过阀门F-9、液体流量计FM-5及换热器E-5加热到一定温度后，由管道12进入后续分离系统进行分离；当出料的液相不分层时，则含产物的物料经过液体流量计FM-4、换热器E-4及阀门F-6进入中间缓冲罐V-5中，由液体输送泵P-5抽出经过阀门F-9、流量计FM-5及换热器E-5加热到一定温度后，由管道12进入分离系统T-1中进行后续分离；
步骤5. 进入分离系统T-1的物料经过分离后，产物和未反应的物料分开，将产物收集，而未反应的物料则被输送返回到原料中间储罐V-1中准备进行下一轮循环。
上述的集成系统工艺，步骤4所述的分离系统可以是填料蒸馏塔或板式蒸馏塔。
本发明对传统的单一类型反应器和分离单元耦合组成的集成系统的工艺进行了补充和优化，这里的反应体系包含所有可用固定床反应器进行反应的体系。将反应物料经过固定床反应器进行预反应，然后进入喷射浮动床反应器中进行强化反应后，根据反应后物料的分层情况，将反应后的物料输送到分离系统中进行后续分离，过程中未被反应的物料被返回到原料中间罐后，作为原料继续参加反应。整个过程中，将固定床和喷射浮动床与分离单元相耦合，形成了更加高效的多类型反应器-分离集成系统，有效缩短了反应时间，降低了过程能耗，同时降低了固体催化剂的破损率，延长了催化剂的使用寿命。
本发明的集成系统具有以下优点：（1）先用固定床反应器将物料进行预反应，由于是一次通过，不需要进行多次循环，所以时间较短，能耗较低；（2）将经过了预反应的物料再次进入喷射浮动床反应器中进行强化反应，可有效缩短反应时间，降低了固体催化剂的破损率，延长了催化剂的使用寿命；（3）整个过程中，将固定床反应器和喷射浮动床反应器耦合而成的反应系统与后续分离系统进一步耦合，使流程更集约，反应时间大为缩短，过程能耗得到进一步降低。
附图说明
图1为本发明工艺的流程示意图。其中：
R-1为固定床反应器，R-2为喷射浮动床反应器，P-1、P-2、P-3、P-4、P-5为流体输送泵，V-1为原料中间储罐，V-2、V-5为产物中间储罐，V-3为液固分离罐，V-4为分相器，F-1、F-2、F-3、F-4、F-5、F-6、F-7、F-8、F-9为阀门，E-1，E-2、E-3、E-4、E-5为换热器，FM-1、FM-2、FM-3、FM-4、FM-5为液体流量计，T-1为后续分离系统，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14为管道，15为排液口，16为取样口。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：本发明的耦合系统工艺生产3000吨/年二氢月桂烯醇
固定床-喷射浮动床-分离系统耦合系统工艺及操作步骤如附图1所示。该系统主要由固定床反应器和喷射浮动床反应器耦合而成的反应系统与后续精馏系统、分相器和中间储罐等装置组成。在各设备间设有计量和控制仪表以及管道。将一定配比（质量比：二氢月桂烯：水：溶剂=1:1:2，溶剂为二氧六环）的二氢月桂烯水合反应原料从原料中间储罐V-1由液体输送泵P-1经过阀门F-1和流量计FM-1和换热器E-1加热后由管道3进入固定床反应器R-1进行反应，固定床反应器R-1装填催化剂D72（催化剂D72由南开大学催化剂厂生产，下同），装填容积为5m3，高径比为2:1，反应温度为110℃，新鲜原料一次经过固定床反应器R-1后（停留时间30min），二氢月桂烯醇（wt%）的收率为5%，将此物料收集于中间缓冲罐V-2后，由液体输送泵P-2抽出，经过阀门F-3、流量计FM-2和换热器E-2由管道5进入喷射浮动床反应器R-2中进行强化反应，喷射浮动床反应器的体积为4m3，高径比为1.3:1，喷射浮动床反应器中悬浮有7kg催化剂D72，由取样口16进行取样分析，当二氢月桂烯醇达到所需浓度18%时，由管道8经过阀门F-5流量计FM-4和换热器E-4由管道9进入分相器V-4中进行分相，油相进入缓冲罐V-5由液体输送泵P-5经过阀门F-9、流量计FM-5和换热器E-5后由管道12进入分离系统T-1进行后续分离，分离系统T-1为填料塔，分离后得到纯度为98%的二氢月桂烯醇，而未反应的原料则返回到原料中间储罐V-1与新鲜物料一同作为原料再次进行反应。采用本发明的耦合系统工艺，能耗较传统耦合工艺降低了28%。
实施例2：本发明的耦合系统工艺生产5000吨/年松油醇
操作方法如实施例1。将一定配比的松节油水合反应原料（质量比：松节油:水:溶剂=1:1:2，溶剂为异丙醇）从原料中间储罐V-1由液体输送泵P-1经过阀门F-1和流量计FM-1和换热器E-1加热后由管道3进入固定床反应器R-1进行反应，固定床反应器R-1装填湿型催化剂Amberlyst 15（湿型催化剂Amberlyst 15由美国罗门哈斯公司提供，下同），装填容积为7m3，高径比为2:1，反应温度为75℃，新鲜原料一次经过固定床反应器R-1后（停留时间30min），松油醇的收率为7%，将此物料收集于中间缓冲罐V-2后，由液体输送泵P-2抽出，经过阀门F-3、流量计FM-2和换热器E-2由管道5进入喷射浮动床反应器R-2中进行强化反应，喷射浮动床反应器的体积为4.5m3，高径比为1.3:1，喷射浮动床反应器中悬浮有8kg湿型催化剂Amberlyst 15，由取样口16进行取样分析，当松油醇达到所需浓度22.8%时，由管道8经过阀门F-5流量计FM-4和换热器E-4由管道9进入分相器V-4中进行分相，油相进入缓冲罐V-5由液体输送泵P-5经过阀门F-9、流量计FM-5和换热器E-5后由管道12进入分离系统T-1进行后续分离，分离系统T-1为筛板塔，分离后得到纯度为98.5%的松油醇，而未被反应的原料则返回到原料中间储罐V-1与新鲜物料一同作为原料再次进行反应。采用本发明的耦合系统工艺，能耗较传统耦合工艺降低了30%。
实施例3：本发明的耦合系统工艺生产6000吨/年醋酸正丁酯
固定床和喷射浮动床耦合而成的反应系统与精馏系统耦合的工艺及操作步骤如附图一所示。该系统主要由固定床反应器、喷射浮动床反应器、后续分离系统和中间储罐等装置组成。在各设备间设有计量和控制仪表以及管道。将一定配比醋酸和正丁醇（物质的量之比为：醋酸:正丁醇=1:1）从原料中间储罐V-1由液体输送泵P-1经过阀门F-1和流量计FM-1和换热器E-1加热后由管道3进入固定床反应器R-1进行反应，固定床反应器R-1装填干型催化剂Amberlyst 15（干型催化剂Amberlyst 15 由美国罗门哈斯公司提供），固定床反应器R-1的装填容积为5m3，高径比为2:1，装有分水装置，反应温度为100℃。新鲜原料一次经过固定床反应器R-1后（停留时间为40min），醋酸正丁醇的理论收率为12%，将此物料收集于中间缓冲罐V-2后，由液体输送泵P-2抽出，经过阀门F-3、流量计FM-2和换热器E-2由管道5进入喷射浮动床反应器R-2中进行强化反应，喷射浮动床反应器的体积为4m3，高径比为1.3:1，喷射浮动床反应器中悬浮有10kg干型催化剂Amberlyst 15。由取样口16进行取样分析，当醋酸正丁酯收率达到为78%时，由管道8经过流量计FM-4、换热器E-4和阀门F-6由管道11进入缓冲罐V-5，由液体输送泵P-5经过阀门F-9、流量计FM-5和换热器E-5后由管道12进入分离系统T-1进行后续分离，分离系统T-1为浮阀塔板塔，分离后得到纯度为99%的醋酸正丁酯，而未被反应的原料则返回到原料中间储罐V-1与新鲜物料一同作为原料再次进行反应。采用本发明的耦合系统工艺，能耗较传统耦合工艺降低了34%。
实施例4：耦合强化系统生产8000吨/年醋酸乙酯
操作方法如实施例3。将一定配比醋酸和乙醇（醋酸：乙醇=1:2）从原料中间储罐V-1由液体输送泵P-1经过阀门F-1和流量计FM-1和换热器E-1加热后由管道3进入固定床反应器R-1进行反应，固定床反应器R-1装填干型催化剂D72，固定床反应器R-1的装填容积为6m3，高径比为2:1，装有分水装置进行分水，反应温度为85℃。新鲜原料一次经过固定床反应器R-1后（停留时间为45min），醋酸乙醇的收率为14%，将此物料收集于中间缓冲罐V-2后，由液体输送泵P-2抽出，经过阀门F-3、流量计FM-2和换热器E-2由管道5进入喷射浮动床反应器R-2中进行强化反应，喷射浮动床反应器的体积为4.5m3，高径比为1.25:1，喷射浮动床反应器中悬浮有12kg干型催化剂D72。由取样口16进行取样分析，当醋酸乙酯达到浓度为81%时，由管道8经过流量计FM-4、换热器E-4和阀门F-6由管道11进入缓冲罐V-5，由液体输送泵P-5经过阀门F-9、流量计FM-5和换热器E-5后由管道12进入分离系统T-1进行后续分离，分离系统T-1为填料塔，分离后得到纯度为99.4%的醋酸乙酯，而未被反应的原料则返回到原料中间储罐V-1与新鲜物料一同作为原料再次进行反应。采用本发明的耦合系统工艺，能耗较传统耦合工艺降低了41%。

Claims (2)

1.一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺，其特征是它包括下列步骤：
步骤1. 将反应所需的新鲜反应料液由管道（1）输入中间物料储罐（V-1），用原料输送泵（P-1）将物料经过阀门（F-1），流量计（FM-1）和换热器（E-1）加热后，由管道（3）定量地输送到固定床反应器（R-1）中进行预反应，反应物料一次通过固定床反应器（R-1），并由中间缓冲罐（V-2）收集，固定床反应器中由反应所需的固体催化剂填充，其高度与粗细程度由具体的处理量及所需的停留时间决定；
步骤2. 将中间缓冲罐（V-2）中经过固定床反应器预反应的物料用物料输送泵（P-2）经过阀门（F-3）、流量计（FM-2）和换热器(E-2)由管道(5)输入喷射浮动床反应器(R-2)中进行强化反应，喷射浮动床反应器系统由反应器主体(R-2)、流体输送泵(P-3)、流量计(FM-3)、换热器(E-3)、喷射器(J-1)及相应的管道和阀门组成，由流体输送泵(P-3)将反应器(R-2)中的流体抽出，经过阀门(F-4)、流量计(FM-3)及换热器(E-3)加热到所需反应温度后由管道(7)输入喷射器(J-1)后，射入反应器(R-2)中进行循环强化反应，喷射浮动床反应器(R-2)的具体尺寸由物料处理量及停留时间决定；
步骤3. 反应进行一段时间后，由取样口(16)进行取样分析，当产物达到所需的浓度要求时，由管道(9)或者管道(10)出料，当出料的液相分层时，将物料经过液体流量计(FM-4)、换热器(E-4)及阀门( F-)5由管道(9)进入分相器(V-4)进行分相，上层油相液体由管道(11)进入缓冲罐(V-5)；当出料的液体不分层时则物料经过阀门(F-6)由管道(10)直接进入缓冲罐(V-5)；
步骤4. 当出料的液相分层时，则在分相器(V-4)中分为油水两相，不含产物的液相层由管道(13)经过液体输送泵(P-4)由管道(14)输送到原料储罐(V-1)中，中间缓冲罐(V-5)中含有产品的液相由液体输送泵(P-5)抽出，经过阀门F-9、液体流量计(FM-5)及换热器(E-5)加热到一定温度后，由管道(12)进入后续分离系统进行分离；当出料的液相不分层时，则含产物的物料经过液体流量计(FM-4)、换热器(E-4)及阀门(F-6)进入中间缓冲罐(V-5)中，由液体输送泵(P-5)抽出经过阀门(F-9)、流量计(FM-5)及换热器(E-5)加热到一定温度后，由管道(12)进入分离系统(T-1)中进行后续分离；
步骤5. 进入分离系统(T-1)的物料经过分离后，产物和未反应的物料分开，将产物收集，而未反应的物料则被输送返回到原料中间储罐(V-1)中准备进行下一轮循环。
2.根据权利要求1和2所述的集成系统工艺，其特征是：步骤4所述的分离系统是填料蒸馏塔或板式蒸馏塔。
CN2011101892765A 2011-07-07 2011-07-07 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺 Active CN102294204B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101892765A CN102294204B (zh) 2011-07-07 2011-07-07 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺
US14/361,174 US9308468B2 (en) 2011-07-07 2012-05-25 Integrated system technique for coupling fixed bed and jet fluidized bed to separator unit
EP12807318.6A EP2745924B1 (en) 2011-07-07 2012-05-25 Integrated process for coupling fixed bed and jet floating bed to separator unit
PCT/CN2012/076045 WO2013004111A1 (zh) 2011-07-07 2012-05-25 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101892765A CN102294204B (zh) 2011-07-07 2011-07-07 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102294204A true CN102294204A (zh) 2011-12-28
CN102294204B CN102294204B (zh) 2013-07-10

Family

ID=45355021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101892765A Active CN102294204B (zh) 2011-07-07 2011-07-07 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9308468B2 (zh)
EP (1) EP2745924B1 (zh)
CN (1) CN102294204B (zh)
WO (1) WO2013004111A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013004111A1 (zh) * 2011-07-07 2013-01-10 南京大学 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺
CN102964215A (zh) * 2012-11-30 2013-03-13 南京运华立太能源科技有限公司 二氢月桂烯醇生产方法
CN105218803A (zh) * 2015-09-01 2016-01-06 南京大学 一种连续化合成聚碳酸亚丙酯多元醇的装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869864B (zh) * 2022-12-27 2024-06-25 兰州理工大学 一种无水氟化铝的生产系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1107136A (zh) * 1994-07-16 1995-08-23 广西大学 连续催化精馏生产醋酸正丁酯的方法及设备
CN101525263A (zh) * 2008-03-03 2009-09-09 艾博特(厦门)设备工程有限公司 一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法
CN101684065A (zh) * 2009-07-21 2010-03-31 厦门中坤化学有限公司 一种高效节能的连续化生产二氢月桂烯醇的工艺
CN102070401A (zh) * 2011-01-27 2011-05-25 南京大学 由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的节能工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7232936B1 (en) * 2000-02-22 2007-06-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Conversion of oxygenate to olefins with staged injection of oxygenate
AU2001286241A1 (en) * 2000-09-26 2002-04-08 Showa Denko K K Process for producing lower aliphatic carboxylic acid ester
DE10206772A1 (de) 2002-02-19 2003-09-04 Hoefer Bioreact Gmbh Neuartiger Rieselbett-Bioreaktor mit Wirbelbett-Regeneration
US7005555B2 (en) * 2003-06-25 2006-02-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for separating and recycling oxygenate(s) to an oxygenate-to-olefin reactor
US20050038304A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Van Egmond Cor F. Integrating a methanol to olefin reaction system with a steam cracking system
US20100242361A1 (en) 2009-03-31 2010-09-30 Vail Timothy E Fluidized beds having membrane walls and methods of fluidizing
CN101684064B (zh) * 2009-07-21 2013-04-17 厦门中坤化学有限公司 一种二氢月桂烯水合反应生产二氢月桂烯醇的绿色工艺
CN102294204B (zh) * 2011-07-07 2013-07-10 南京大学 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1107136A (zh) * 1994-07-16 1995-08-23 广西大学 连续催化精馏生产醋酸正丁酯的方法及设备
CN101525263A (zh) * 2008-03-03 2009-09-09 艾博特(厦门)设备工程有限公司 一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法
CN101684065A (zh) * 2009-07-21 2010-03-31 厦门中坤化学有限公司 一种高效节能的连续化生产二氢月桂烯醇的工艺
CN102070401A (zh) * 2011-01-27 2011-05-25 南京大学 由生物乙醇水溶液制取无水乙醇的节能工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013004111A1 (zh) * 2011-07-07 2013-01-10 南京大学 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺
CN102964215A (zh) * 2012-11-30 2013-03-13 南京运华立太能源科技有限公司 二氢月桂烯醇生产方法
CN105218803A (zh) * 2015-09-01 2016-01-06 南京大学 一种连续化合成聚碳酸亚丙酯多元醇的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2745924B1 (en) 2018-04-25
EP2745924A1 (en) 2014-06-25
CN102294204B (zh) 2013-07-10
WO2013004111A1 (zh) 2013-01-10
US20140336407A1 (en) 2014-11-13
EP2745924A4 (en) 2015-06-17
US9308468B2 (en) 2016-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102294204B (zh) 一种固定床和喷射浮动床与分离单元耦合的集成系统工艺
CN203408693U (zh) 一种醋酸加氢反应器
CN110172401B (zh) 一种循环式生物酶催化反应系统
CN103992206A (zh) 一种酯交换制备异戊烯醇的方法及系统
CN104203388B (zh) 用于进行化学反应的反应性精馏塔
CN115430368A (zh) 一种羰基化浆态气液混合制备丁辛醇的系统及工艺
CN109456303A (zh) 微通道反应器连续合成硫酸乙烯酯和硫酸4-甲基乙烯酯的方法
CN106278836A (zh) 中等浓度甲醛与甲缩醛合成聚甲氧基二甲醚的装置和方法
CN103360265A (zh) 一种二硝基苯连续加氢及其反应热回收利用方法
CN108424358B (zh) 一种利用催化蒸馏耦合技术生产高纯甲缩醛的装置和方法
CN203389621U (zh) 一种分段急冷固定床反应器
CN102344328B (zh) 一种使用移动床技术将甲醇转化为丙烯的半连续方法
CN103980091B (zh) 一种焦炉气制甲醇系统
CN113150021B (zh) 一种采用微通道反应器合成三氟化硼络合物的方法
CN203625267U (zh) 一种氨肟化反应装置
CN211070036U (zh) 一种气液固三相流化床加氢系统
CN210994350U (zh) 仲丁醇脱氢制甲乙酮反应装置
CN103708999B (zh) 催化水合生产乙二醇的方法
CN111790318A (zh) 一种生产丙烯酸酯的装置和方法
CN105924329A (zh) 醋酸制备乙醇的耦合生产工艺
CN219333185U (zh) 甲基苯甲酸生产系统
CN112574021A (zh) 一种强化羰基化反应系统及工艺
CN114195674B (zh) 一种合成羟乙基肼的微反应系统及方法
CN114570311B (zh) 落梯分段式充气反应方法
CN218359174U (zh) 一种r-碳酸丙烯酯生产装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant