CN108285410A - 一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，是石化企业一种混合的烯烃氢甲酰化合成醛的工艺系统，属于基本有机化学品合成领域。该工艺同时适应两种生产工艺技术切换生产，专有的反应器转化率高，并联的产物分离单元，各有优点，预留的专有工艺单元，方便装置升级换代，特有的产品分离、产品精馏系统，适应市场需求。设置脱水干燥塔适应水性催化工艺需求，去除产品中水分，提高产品的纯度；全混流反应器同时设置两个产物出口，适应不同工艺技术需求；独特的反应器结构，使用范围广，反应器直径大，设备投资高，采用不锈钢复合钢板材质减少设备投资；该工艺系统，包括全混流氢甲酰化反应系统、并联的两条产物分离系统、汽提稳定系统、脱水干燥系统、独特异构物分离系统、反应尾气回收单元等以及配套的输送泵、压缩机等等相关的设备。

Description

一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺

技术领域：

本发明是石化企业一种混合的氢甲酰化合成醛工艺系统，属于基本有机化学品合成领域。

背景技术：

烯烃的氢甲酰化反应，即烯烃与一氧化碳和氢反应生成醛，是工业生产中烯烃制备醛和醛加氢成相应醇的重要方法。

在当今工业上醛制备工艺过程中，主要存在两种氢甲酰化合成工艺技术：均相氢甲酰化反应技术、水性氢甲酰化反应技术。以铑化合物为催化剂时，铑催化剂以膦络合物的形式使用，铑催化剂溶于反应物中，催化反应为均相催化反应；以水溶性铑催化剂外加水溶性膦配体在含有水和有机介质的两相介质中，催化反应为水溶性催化反应。

均相催化反应工艺在温度80～110℃、压力1.8～2.0Mpa的工艺环境中，虽然反应压力较低，但是反应完成后催化剂均匀地溶于反应产物中，因而反应产物与催化剂的分离比较困难，需要通过蒸馏的方法将反应产物与催化剂进行分离。

水溶性催化反应反应在90～110℃、2.8～3.0Mpa工艺的环境中，反应压力较高，但反应产物与催化剂的分离比较容易，只需要采用相分离的方法就比较容易的将反应产物与催化剂进行分离。

发明内容：

本发明提供了一种混合的丙烯氢甲酰化合成醛工艺系统，同一个装置，采用较少的投资比例的增加，实现完全适应两种生产工艺技术，根据需要切换生产，操作弹性大，生产的产品质量完全达到国家标准要求。

工艺方法原理:

烯烃与合成气在催化剂作用下，在适当的反应温度与压力下，发生氢甲酰化合成反应生成醛

由合成气装置送来的合成气，经两个合成气净化槽将其中的氨、羰基金属、氧、氯化物、硫化物等脱除，防止铑催化剂中毒，然后送入氢甲酰化反应系统。

烯烃由原料罐区供应，管道输送到净化系统，经过三个净化槽将其中的硫化物、氯化物、氧等杂质脱除后与合成气一并送入氢甲酰化反应系统。

净化后的合成气和烯烃，依次进入装有催化剂的1号反应器和2号反应器中，在搅拌器搅拌、铑催化剂作用下进行氢甲酰化合成反应。合成反应温度、操作压力按照80～110℃、 2.8～3.0Mpa水性工艺进行设计，正常运行时可以调整使用，反应在液相中进行，放热反应, 反应热约125kJ/mol；1两台反应器的反应热通过外循环冷却系统或内部盘管取出。反应器顶部的气体经冷却分后进入吸收塔吸收后，少量不凝气排入尾气回收火炬系统燃烧。

从2号反应器排出的反应溶液，分别进入高压相分离系统或者蒸发系统将产品与催化剂溶液分开，铑催化剂溶液循环回到反应器继续参加反应；反应产物经过冷却后进入气提塔，用合成气将其中未反应的气体气提出来，与原料合成气一起循环回合成系统继续进行反应，塔底丁醛再送往稳定塔，进一步将系统中的轻组分分离，从稳定塔顶分出的轻组分进入回收系统回收或者火炬。

从稳定塔底出来的产品进入脱水塔进行脱水干燥，然后送入异构物分离塔进行异构体分离。

优选的是，本技术同时适应水溶性催化反应及均相催化反应两种生产工艺，反应器按照较高的2.8～3.0Mpa反应压力进行设计，产物分离采用两条平行的工艺路线进行切换生产。

优选的是，两台氢甲酰化反应器顶部均采用搅拌装置，提高反应转化率，下部配置气体分布器，顶部配置正四边形喷淋装置，反应器直径在3～6m之间。

优选的是，两台氢甲酰化反应器采用碳钢加316L的复合材料，提高产品质量。

优选的是，1#氢甲酰化反应器转化率高，放热量大，采用独立的外部冷却系统，2#氢甲酰化反应器采用内部盘管，通过独立的热水循环冷却系统移出反应热，即节省空间，又可以有效移除反应热，安全可靠。

优选的是，反应系统采用独立的尾气回收系统，回收反应器中未转化完成的烯烃和醛产物，尾气回收系统由吸收、解吸、脱重和分离四个生产过程组成。

优选的是，脱水塔干燥系统并联在产物精馏分离过程中，仅水性反应系统使用。采用均相反应系统可以通过近路停止运行。

优选的是，异构体分离系统采用单塔或两塔、三塔系统，根据产品质量的需要进行调整，正构醛、异构醛产品纯度完全可以达到99％以上。

本发明还提供的混合烯烃氢甲酰化合成醛的工艺技术，包括两台反应器、水性相分离系统、蒸发分离系统、精馏系统、热水循环系统等，其特征在于，同时适应当今世界上仅有的两种工艺生产技术，切换使用。

本发明的有益效果：

a、本系统同时适应两种工艺生产技术，吸收利用两种技术的优点，在利用先进的水性生产工艺技术的同时，预留适应国内正在研究的转化率高的双膦均相反应技术的设备，用较少的投资为将来的技术发展预留发展空间。

b、采用专有结构的全混流反应器，转化率高；特有的反应热移出系统，有效的移出氢甲酰化反应放出的大量反应热，安全可靠。

c.尾气回收系统采用吸收、解吸、脱重和分离四步法，有效回收未反应完全的烯烃循环利用，降低生产成本。原料回收率高，回收率90％以上。

d.本系统水溶催化工艺技术，催化剂与产物采用相分离技术，静置分离，催化剂循环利用，节约成本，能耗低。

e.本系统水性催化剂抗中毒能力强，烃溶性杂质累积少：有利于催化剂的稳定，延长催化剂使用寿命，降低催化剂成本。

f.采用水为反应催化剂的溶剂，便宜、安全的、对环境友好，且更易于的操作控制。

g.反应系统放空气采用独立的尾气回收系统，整套系统采用较低的成本，同时适应两种工艺，发挥两种工艺的优点。

h.均相反应技术，产物分离系统采用空冷，能够一次性降低70％的潜热，节能效果显著。

I、独特的异构体分离系统，根据市场需要，可以生产合格品、一级品、优级品，产品纯度完全可以达到99％以上。

附图说明

图1一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺流程图：

具体实施方式

烯烃、合成气经过脱硫、脱氯处理后，进入氢甲酰化合成反应器进行反应，反应后的粗醛可以分别进入两路产物分离系统：当采用均相催化反应时，反应温度80～110℃、反应压力1.8～2.0Mpa，产物进入蒸发分离系统，进行催化剂与粗产品的分离；当采用水性催化工艺时，反应温度90～110℃、反应压力2.8～3.0Mpa，粗产品进入相分离系统，进行催化剂与粗丁醛产品的分离。分离后的粗醛产品经过冷却后进入气提塔，将其中未反应完全的合成气气提出来，与原料合成气一起循环回反应系统继续进行反应。塔底产品再送入稳定塔，进一步将混合醛中的轻组分分离出来，经过汽提稳定系统处理后的混合醛分为两路：采用

均相催化反应工艺时，直接进入正构醛、异构醛分离系统进行正异分离；采用水性催化反应工艺时，直接进行脱水塔，进行脱水干燥，然后进入正构醛、异构醛的分离系统进行正异分离，根据产品质量的要求可以启用单台塔、两台塔或三台塔。

1.一种混合烯烃氢甲酰化合成工艺，其特征在于，同时适应两种工艺生产技术，吸收利用两种技术的优点，采用专有结构的全混流反应器，转化率高；特有的反应热移出系统，有效的移出氢甲酰化反应放出的大量反应热，安全可靠；并联的两种产物分离工艺实现催化剂与粗丁醛产品的分离，直接切换生产，为先进的生产技术预留发展空间，装置升级简单可靠。

2.独特的四步法尾气回收系统，有效回收未反应完全的原料循环利用，降低生产成本。原料回收率高，回收率90％以上。

3.一种混合烯烃氢甲酰化合成工艺，其特征在于，采用并联的脱水塔适应水性催化工艺，去除粗醛产品中的水分，提高产品的纯度，产品纯度达到99.5％。

4.一种混合烯烃氢甲酰化合成工艺，其特征在于，独特的异构体分离系统，根据市场需要，可以生产合格品、一级品、优级品，产品纯度完全可以达到99％以上。

5.一种混合丙烯氢甲酰化合成工艺，包括氢甲酰化反应器、高压蒸发器、高压蒸发器收集槽、低压蒸发器、低压蒸发器收集槽、反应产物冷却器、高压相分离器、汽提塔、稳定塔、脱水塔、异构物分离塔等以及配套的塔底泵、回流泵、采出泵等相关的设备。

Claims (10)

1.一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，该技术能同时适应两种生产工艺应用，根据生产的需要进行生产工艺的切换；操作弹性大，生产的产品质量完全达到国家标准要求。其特征在于独特的工艺设备结构、优化整合的操作路线。

2.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，采用并联的两种反应产物分离工序实现催化剂与粗丁醛产品的分离，更换催化剂或者更换生产工艺时可以直接切换生产。

3.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，采用水性催化工艺，脱水干燥塔可以去除粗丁醛产品中的水分，提高产品的纯度。

4.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，氢甲酰化合成反应器采用较高的设计压力进行设计，随着装置产能的扩大，反应器直径较大，设备投资高，采用不锈钢复合钢板材质可以大大减少设备投资。

5.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，放热反应的热量通过独立的热水循环系统移除。

6.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，反应尾气回收系统由吸收、解吸、脱重和液化气分离过程组成，可以有效回收反应器顶部排放的有效气体，回收率80％以上。

7.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，精馏塔脱水干燥系统并联在精馏系统中，水性工艺使用，均相反应系统投运时可以通过近路停止运行。

8.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，异构体分离塔可以采用单塔或两塔、三塔系统，根据产品质量的需求进行调整使用。

9.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，甲酰化合成反应器存在两个反应产物出口：水性工艺反应产物出口在反应器的中上部，均相催化工艺反应产物出口在反应器的底部。

10.根据权利要求1所述的一种混合丙烯氢甲酰化合成丁醛工艺，其特征是，本发明提供了混合丙烯氢甲酰化合成丁醛生产工艺，包括甲酰化合成反应器、高压蒸发器、高压蒸发器收集槽、低压蒸发器、低压蒸发器收集槽、反应产物冷却器、高压相分离器、汽提塔、稳定塔、脱水塔、异构物分离塔等以及配套的塔底泵、回流泵、采出泵等相关的设备，采用两种工艺并可实现生产切换。