CN107141200A - 一种1,4‑丁炔二醇加氢反应系统 - Google Patents

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高向国
卢旭坤
杨延奇
孙乃良
张文
蔡鹏�
刘新波
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Abstract

本发明涉及一种1,4‑丁炔二醇加氢反应系统，包括依次连接的低压过滤器、进料预热器、高压进料泵、缓冲罐、第一蒸汽加热器、高压过滤器、第二蒸汽加热器、混合器、高压加氢反应器、闪蒸系统。本发明的主要特征是高压加氢反应器的液相进料管线上分别设置有低压和高压过滤器，保证进料的洁净度；在高压加氢反应器的氢气进料管线设置第二蒸汽加热器和混合器，加热后的氢气与液相物料共同进入混合器，充分混合提高氢气在液相物料中的溶解度，有利于加氢反应在催化剂表面进行，提高了反应的转化率；同时高压加氢反应器侧面设置测压孔和氮气入口，在催化剂使用过程中床层阻力降增大时，可以采用鼓吹和撇头的方式将催化剂的阻力降降低。

Description

一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统
技术领域
本发明涉及一种加氢反应技术领域，具体属于一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统。
背景技术
如图1所示在炔醛法生产1.4-丁二醇的工艺过程中，1,4-丁炔二醇催化加氢主要采用两段加氢的方法。一段加氢采用带搅拌的淤浆床反应器，催化剂为雷尼镍，反应温度50-60℃，反应压力1.5-3.0Mpa（G），一段加氢后的物料经催化剂分离进入二段加氢，一段加氢反应能使1,4-丁炔二醇的转化率达到90-95%。二段加氢采用固定床高压加氢反应器，镍系催化剂，反应温度110-165℃，反应压力7-30Mpa(G)。因此，二段加氢的主要任务是将未被转化的1,4-丁炔二醇继续加氢生成1.4-丁二醇。
1,4-丁炔二醇继续加氢反应采用固定床催化加氢反应器，在实际生产运行过程中存在以下不足：
1、固定床催化反应传质的理想状态为：液相物料均匀分布在催化剂颗粒表面，氢气在催化剂的床层空隙穿过。所以氢气需要溶解在液相中，才能与催化剂充分接触，参与加氢反应。现有1,4-丁炔二醇加氢反应的工艺配置，无法保证氢气在1,4-丁炔二醇溶液中有很好的溶解度，反应转化率不高。
2、炔化反应的物料经脱离子净化后，物料中含有一定量铜离子和二氧化硅等杂质随工艺进入高压加氢反应系统，在物料通过蒸汽换热器时，由于内壁温度高，这些杂质容易粘附在换热管的内壁，形成层状堆积，快速长大后脱落。因在高压加氢反应器的进料管线上无过滤装置，造成高压加氢反应器床层压差上升过快，阻力降增大，影响催化剂使用寿命，氢压机的功率增加。
3、在催化剂使用后期，反应温度与设计温度的上限相比可以提升的空间很大，也就是催化剂还有很好的活性，尤其反应器的下部催化剂。而催化剂床层的压差已经达到设计要求，阻力降无法降低装置只能被迫停车，整个床层催化剂都要更换，造成部分具有活性的催化剂白白浪费。
发明内容
本发明旨在解决上述缺陷，提供了一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统。
本发明所采用的技术方案是：一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，包括氢气进料管路、中压蒸汽管路和1,4-丁炔二醇管路，其中，1,4-丁炔二醇管路为含有1,4-丁炔二醇的1.4-丁二醇（以下简称BDO）溶液与低压过滤器入口相连，所述低压过滤器出口依次连接进料预热器、高压进料泵、缓冲罐、第一蒸汽加热器、高压过滤器、混合器和高压加氢反应器，高压加氢反应器的气相出口连接闪蒸系统入口，液相出口连接进料预热器壳程入口，且进料预热器也连接至闪蒸系统，气液相共同闪蒸分离后，液相出口得到BDO溶液产品，高压加氢反应器的液相进料管线上分别设置有低压和高压过滤器，保证反应进料的洁净度；
中压蒸汽管线包括与中压蒸汽分别连接的第一蒸汽加热器和第二蒸汽加热器，第一蒸汽加热器和第二蒸汽加热器的出口均连接蒸汽凝液管网，采用中压蒸汽通过第二加热器提高氢气温度，增加氢气在液相物料中的溶解度，中压蒸汽压力为1.8-2.5Mpa(G)，优选2.0-2.2Mpa（G）；
氢气进料管线包括与氢气连接的第二蒸汽加热器，第二蒸汽加热器出口分别与缓冲罐和混合器连接。
在本发明的一个较佳实施例中，高压加氢反应器的侧面设置有第一测压孔和第二测压孔，第一测压孔和第二测压孔的位置优选在催化剂床层的中上部，可以测量测压孔处与反应器顶部的压差，在催化剂使用后期整个床层压差变大需要撇头处理时，可以根据压差判断催化剂床层阻力降集中存在的位置，确定催化剂更换的数量；同时在高压加氢反应器的侧面还设置有第一氮气入口和第二氮气入口，将氮气与第一氮气入口和第二氮气入口相连，氮气的压力为0.5-2.5Mpa(G)，优选1.0-1.5Mpa(G)。在催化剂使用初期和中期，床层压差升高时，可以利用短期停车机会采用鼓吹的方式将催化剂中细微颗粒从反应器顶部移除。
在本发明的一个较佳实施例中，氢气进料管线上的第二蒸汽加热器所用的蒸汽压力为1.8-2.5Mpa(G)。
在本发明的一个较佳实施例中，混合器和高压加氢反应器间设有可拆卸的双法兰管件，双法兰管件出口与高压反应器进口相连，双法兰管件优选尺寸DN100。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果：
1、高压加氢反应器液相进料管线上增加低压和高压过滤器后，可以保证进料的洁净度，减少杂质进入反应器，避免催化剂床层阻力降上升过快。2、氢气和液相管线进入反应器之前设置混合器，以及氢气进料管线上增加第二加热器来提高氢气温度，都有利于增加氢气在液相物料中的溶解度，使反应的转化率得到明显提高。3、在高压加氢反应器侧面设置测压孔和氮气入口，在催化剂使用中后期分别采用鼓吹和撇头的方式降低催化剂床层的阻力降，达到延长催化剂寿命和降低生产成本的效果。4、在混合器与高压反应器出口设置双法兰管件，在采用鼓吹的方式时不用拆除反应器上端盖，只需拆除双法兰管件，作为催化剂细微颗粒的溢出口，可以缩短开停车时间，节省人力和物力。
附图说明
图1为现有1,4-丁炔二醇加氢反应系统流程图；
图2为本发明的结构示意图。
附图说明：1为进料预热器、2为高压进料泵、3为缓冲罐、4为第一蒸汽加热器、5为高压加氢反应器、6为闪蒸系统、11为第二蒸汽加热器、12为低压过滤器、13为高压过滤器、14为混合器、15为双法兰管件、16为第一测压孔、17为第二测压孔、18为第一氮气入口、19为第二氮气入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图2所示一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，包括氢气进料管路、中压蒸汽管路和1,4-丁炔二醇管路，其中，1,4-丁炔二醇管路为含有1,4-丁炔二醇的1.4-丁二醇（以下简称BDO）溶液与低压过滤器12入口相连，低压过滤器出口依次连接进料预热器1、高压进料泵2、缓冲罐3、第一蒸汽加热器4、高压过滤器13、混合器14和高压加氢反应器5，高压加氢反应器5的气相出口连接闪蒸系统6入口，液相出口连接进料预热器1壳程入口，且进料预热器也连接至闪蒸系统6，气液相共同闪蒸分离后，液相出口得到BDO溶液产品；
中压蒸汽管线包括与中压蒸汽分别连接的第一蒸汽加热器4和第二蒸汽加热器11，第一蒸汽加热器4和第二蒸汽加热器11的出口均连接蒸汽凝液管网；
氢气进料管线包括与氢气连接的第二蒸汽加热器11，第二蒸汽加热器11出口分别与缓冲罐3和混合器14连接。
高压加氢反应器5的侧面设置有第一测压孔16和第二测压孔17；同时在高压加氢反应器5的侧面还设置有第一氮气入口18和第二氮气入口19，将氮气与第一氮气入口18和第二氮气入口19相连。
氢气进料管线上的第二蒸汽加热器11所用的蒸汽压力为1.8-2.5Mpa(G)。
本发明的具体实施例：
含有35%-40%1,4-丁炔二醇的BDO水溶液进入低压过滤器，过滤后的物料经进料预热器换热，温度升至65-85℃进入高压进料泵，加压至22.5Mpa(G)经缓冲罐送入第一蒸汽加热器，用中压蒸汽加热到120-145℃后进入高压过滤器，过滤后的滤液进入混合器。氢气经第二蒸汽加热器加热至110-140℃进入混合器，充分混合后经双法兰管件进入高压加氢反应器，控制压力在18-20.5Mpa(G),温度控制在120-140℃进行加氢反应，高压加氢反应器液相出口经进料预热器降温至65-115℃进入闪蒸系统，闪蒸分离后得到产品溶液，同时高压加氢反应器气相出口也进入闪蒸系统。
当高压加氢反应器的催化剂在使用初期和中期床层压差升高时，可以利用短期停车机会把反应器完全隔离，将催化剂浸泡在软水中，打开氮气采用鼓吹的方式将催化剂中细微颗粒从反应器顶部移除，可以降低催化剂床层的阻力降。在催化剂使用后期整个床层压差变大需要撇头处理时，根据第一和第二测压孔的位置，分别测量测压孔处与反应器顶部的压差，可以根据压差判断催化剂床层阻力降集中产生的位置，确定催化剂需要更换的数量，减少催化剂损失和延长催化剂使用寿命。
需要强调的是：以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，其特征在于，包括氢气进料管路、中压蒸汽管路和1,4-丁炔二醇管路，其中，1,4-丁炔二醇管路为含有1,4-丁炔二醇的1.4-丁二醇（以下简称BDO）溶液与低压过滤器（12）入口相连，所述低压过滤器出口依次连接进料预热器（1）、高压进料泵（2）、缓冲罐（3）、第一蒸汽加热器（4）、高压过滤器（13）、混合器（14）和高压加氢反应器（5），所述高压加氢反应器（5）的气相出口连接闪蒸系统（6）入口，液相出口连接进料预热器（1）壳程入口，且进料预热器也连接至闪蒸系统（6），气液相共同闪蒸分离后，液相出口得到BDO溶液产品；
中压蒸汽管线包括与中压蒸汽分别连接的第一蒸汽加热器（4）和第二蒸汽加热器（11），第一蒸汽加热器（4）和第二蒸汽加热器（11）的出口均连接蒸汽凝液管网；
氢气进料管线包括与氢气连接的第二蒸汽加热器(11)，第二蒸汽加热器(11)出口分别与缓冲罐（3）和混合器（14）连接。
2.如权利要求1所述的一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，其特征在于：所述高压加氢反应器（5）的侧面设置有第一测压孔（16）和第二测压孔（17）；同时在高压加氢反应器（5）的侧面还设置有第一氮气入口（18）和第二氮气入口（19），将氮气与第一氮气入口（18）和第二氮气入口（19）相连。
3.如权利要求1所述的一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，其特征在于：所述氢气进料管线上的第二蒸汽加热器（11）所用的蒸汽压力为1.8-2.5Mpa(G)。
4.如权利要求4所述的一种1,4-丁炔二醇加氢反应系统，其特征在于：所述混合器（14）和高压加氢反应器（5）间设有可拆卸的双法兰管件（15）。
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