CN109069945B - 回收由在压力增加的两个塔中烯烃醛化获得的醛的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从包含醛和第二组分的进料流(3a，3b，3c)中分离该醛和第二组分的方法，所述方法包括：将进料流提供到在第一压力操作的第一分离容器(1)和在第二压力操作的第二分离容器(2)的之一或二者中，其中所述第二压力(2)大于所述第一压力；操作所述第一分离容器(1)和所述第二分离容器(2)以使分离发生；在第一分离容器(1)的底部处或附近回收醛产物料流(4)，所述醛产物料流(4)的醛浓度高于进料流(3a，3b，3c)的醛浓度；从第二分离容器(2)的顶部处或附近回收第二组分料流(8)，所述第二组分料流的第二组分浓度高于进料流(3a，3b，3c)的第二组分浓度；从第一分离容器(1)的顶部处或附近移出第一再循环料流(5，6)并将它进料到第二分离容器(2)；和从第二分离容器(2)的底部处或附近移出第二再循环料流(9，10)并将它进料到第一分离容器(1)。

Description

回收由在压力增加的两个塔中烯烃醛化获得的醛的方法
本发明涉及从混合物中分离两种或更多种组分的方法，该混合物中温度敏感性限制了该分离的可行的操作温度范围。更具体地，本发明涉及一种将醛与烯烃分离的方法，该醛已经由该烯烃在烯烃醛化反应中生产。可能还存在对应于该烯烃的烷烃，并且需要分离。本发明特别适于将丁醛与任选具有丙烷的丙烯分离，将戊醛与任选具有丁烷的丁烯分离，和将丙醛与任选具有乙烷的乙烯分离。本发明还适于将醛与其他化合物分离，其他化合物包括例如来自于醇醛缩合的相应的不饱和醛。
从混合物中分离两种或更多种组分的需要是一个已经被考虑了多年的问题。虽然不同的分离方法例如蒸馏是已知的和被有效使用，但是仍然存在与一些分离有关的问题，特别是在对混合物中存在的一种或多种组分的温度的敏感性限制了可用于分离的可行的操作温度的情况中。
一种遭受由所需操作温度施加的限制的分离方法是将通过烯烃醛化形成的醛与形成该醛的烯烃分离。这种需要分离的混合物可以另外地包含对应于该烯烃的烷烃，因为供给到烯烃醛化反应的该烯烃通常含有某种烷烃。因此，在一个例子中，该分离可以是将丁醛与丙烯和任选的丙烷分离。在烯烃完全转化的情况中，通常仍然需要将醛与存在的烷烃分离。因此，在一个例子中，该分离可以是将丁醛与丙烷分离。来自于烯烃醛化反应器的已经从中分离了丁醛的产物料流通常还包含合成气，以及惰性物质例如氮气、二氧化碳和氩气，因此当制定分离方案时必须加以考虑。
烯烃醛化反应例如由丙烯形成丁醛通常使用具有三苯基膦配体的铑催化剂来进行。这通常以约80-90％的有限的单程转化率来操作。据信催化剂络合物通过丙烯的存在来稳定化。因此，在接近于100％的转化率时，随着丙烯浓度下降趋于0，催化剂络合物变得不太稳定，这会导致高的铑损失，其又影响该方法的经济性。为了改进经济性，需要将离开反应器的产物料流中任何未转化的丙烯回收并再循环到该反应器。
其他配体例如亚磷酸盐可以用于催化剂中。虽然在不存在丙烯时它们会更稳定，因此可以允许单程转化率更接近于100％，但是它们也具有与它们的使用相关的问题。这是因为烯烃醛化速率与丙烯浓度大致成比例。在接近于100％的转化率，丙烯浓度接近于0，因此反应速率也接近于0。这意味着为了实现高转化率，需要大的反应器尺寸，这会使该方法在资金和操作成本方面不经济。所以，使用常规方法必须以有限的单程转化率来操作，并且回收和返回未转化的丙烯。
因此，令人期望的是不仅分离产物醛以便能够回收所需产物，而且还令人期望的是回收未反应的烯烃来返回到烯烃醛化反应器。
在将其他醛与它们的相应烯烃和任选的相应烷烃分离和使用其他催化剂中也注意到类似问题。
已经给出了与分离烯烃醛化反应的产物料流的各种提议。US2003/176743是所谓“气体再循环”方法的一个例子。在这种方法中，从反应器的气体空间中回收包含未反应的烯烃、相应的烷烃、未反应的合成气和醛产物的气态料流。然后将其冷却，以使得它部分地冷凝和送到相分离容器，在这里将气体和液体部分进行分离。将该气态部分再循环到烯烃醛化反应器。将包含醛、未反应的烯烃和溶解在其中的烷烃液体相供给到脱气塔，从其顶部获得烯烃和烷烃的混合物。从脱气塔底部回收醛产物。将烯烃和烷烃的混合物供给到精馏塔，在这里将烷烃的一部分与烯烃分离。在精馏塔中产生的烷烃可以从系统中回收和移出，并且烯烃可以再循环到反应器。所以，脱气塔有效地是烯烃和烷烃/醛分离器。进入脱气塔中顶部的任何醛将与烷烃一起离开精馏塔，因此损失掉。类似地，与醛一起离开脱气塔的任何烯烃不返回反应器，因此损失掉。
一种可选的布置在US5516965中进行了讨论。在这种布置中，将气态或混合相流出物冷却到一些醛冷凝的温度。将液体醛在闪蒸罐中分离，然后送到汽提容器，在这里将它用无不饱和的气体汽提来产生无烯烃的醛产物和含有在烯烃的气态流出物。将来自于汽提容器和来自于闪蒸罐的气态流出物合并，然后冷却来产生料流，将该料流送到吸收塔。
吸收塔的上部的操作温度足够低，以使得可以发生烷烃组分的回流。这个上部充当了蒸馏塔的精馏段，排除任何醛，和形成基本上无醛的顶部产物料流，其含有来自于该反应的惰性气体和非化学计量比组分例如氢气，其在处于或低于回流烷烃的温度的温度沸腾。在蒸馏塔底部，液体相变成冷的醛，其溶解了高可溶性的不饱和组分，如吸收器中那样。在塔的底部存在的温度，烯烃在液体相中的溶解度高。将这种含不饱和组分的液体料流从塔的底部移出，并且作为处于明显较高压力的液体泵送来再循环到反应器。
解决醛分离的其他方法的例子包括描述在US4479012，US5087763，US5001274，US5463137，US6822122，US6969777和US5675041中的那些。
还提出了涉及将烯烃与相应的醛分离的各种提议。例如，在US4210426中，使用了三塔方案，其中第一塔是丁醛洗涤器，第二塔是分离塔，在其中将丁醛与丙烯和丙烷分离，和第三塔是丙烯/丙烷分流器。将来自于烯烃醛化反应器的废气引入第一塔的中心，和将无丙烯/丙烷的异丁醛在该塔的顶部引入。丙烯和丙烷吸收到异丁醛中，并且未吸收的气体从塔顶取出，用于再循环到烯烃醛化反应，或这从系统中移出。将异丁醛和丙烯和丙烷的混合物送到第二塔，在其中将丙烯和丙烷与异丁醛分离，将其返回到第一塔。将丙烯和丙烷送到第三塔，在这里它们通过蒸馏来分离。
虽然这些不同的方法提出了潜在可行的方案来回收期望的产物醛，但是它们每个仍然遭受不同的不利和缺点。
以丁醛和丙烯的分离为例，在这种情况中它们要在蒸馏塔中分离，在从反应器的底部移出的料流与顶部移出的料流之间需要大的温差来实现良好的分离。但是，使用这种大温差意味着蒸馏塔底部需要的温度必须非常高，或者顶部温度必须非常低，来实现期望的差值和因此分离。但是，在底部使用高温是有问题的，因为这导致形成了重质物，使所需产物损失。另外，在顶部使用低温是有问题的，因为它通常将必须这样低以使得不会使用冷却水来冷凝顶部料流，这样将需要冷冻系统，其是该方法的一个昂贵的附加。
分离丁醛和丙烯的另一问题涉及起始材料中丙烷的存在。一旦与丁醛分离，丙烯通常将再循环到形成醛的反应器。因为丙烯再循环料流将包含丙烷，所以丙烷将与丙烯一起返回，除非包括用于移出它的装置。因此，丙烷将聚集在反应器中。随着丙烷聚集，它将限制反应器的效率。所以，还令人期望的是将丙烷与丙烯分离，以使得丙烷不返回到反应器。
在将戊醛与丁烯(其可能包含一些丁烷)分离，和将丙醛与乙烯(其可能包含乙烷)分离，和实际上与从由在它的生产中所用烯烃的烯烃醛化生产的任何醛和相应烷烃中分离时也注意到类似问题。另外，当例如从不饱和醛中分离醛时也注意到类似问题。
所以，令人期望的是提供一种方法，其解决了这些问题的至少一些和优选全部。
现在已经发现，这些问题的至少一些可以通过使用以下分离方法来解决，其使用两个分离容器，一个在低压操作，另一种在高压操作，其中这两个容器连接以使得在这两个容器之间存在再循环回路。
因此，根据本发明第一方面，提供了一种从包含醛和第二组分的进料流中分离该醛和第二组分的方法，所述方法包括：
a)将该进料流提供到在第一压力操作的第一分离容器和在第二压力操作的第二分离容器的之一或二者中，其中所述第二压力大于所述第一压力；
b)操作所述第一分离容器和所述第二分离容器以使分离发生；
c)在第一分离容器的底部处或附近回收醛产物料流，所述醛产物料流的醛浓度高于该进料流的醛浓度；
d)从第二分离容器的顶部处或附近回收第二组分料流，所述第二组分料流的第二组分浓度高于该进料流的第二组分浓度；
e)从第一分离容器的顶部处或附近移出第一再循环料流，并将它进料到第二分离容器；和
f)从第二分离容器的底部处或附近移出第二再循环料流，并将它进料到第一分离容器。
将理解的是，第一和第二分离容器经配置来将在第二分离容器的底部处或附近回收的料流送到第一分离容器，和将在第一分离容器的顶部处或附近回收的料流送到第二分离容器。因此，在第一和第二分离容器之间建立了再循环回路。
将进一步理解的是，操作该两个分离容器，以使得到第一分离容器的进料流中的重质组分在第一低压分离容器的底部处或附近获得。来自于第一分离容器的顶部料流将包含重质和轻质组分的混合物。将它们送到第二分离容器，其操作压力高于第一容器。在这个第二分离容器中，进料流中的轻质组分作为顶部物从第二塔移出，并且重质和轻质组分的混合物从底部移出，并返回到第一低压分离容器。因此，每个分离容器提供一个净化组分的料流和包含组分的混合物的料流，以使得可以使用减少的温差。就此而言，将理解在单个容器中的完全分离将需要更大的温差。
具有两个在不同压力操作的容器使得在第一低压操作的分离容器的底部的温度保持得相对低，来减少和优选避免重质副产物的产生。此外，包括在高于第一分离容器的压力操作的第二分离容器允许使用适当的温度，以使得在该分离容器的顶部处或附近回收的料流可以使用冷却水冷凝，而非昂贵的冷冻装置。
因此，相比于使用单个分离容器例如蒸馏塔可实现的温差，本发明能够在第一组分料流与第二组分料流之间使用更低的温差。就此而言，将理解对于相同的分离水平，使用冷却水的常规单个分离塔将使从底部回收的料流产生更高的温度。
本发明的方法适于从包含醛和其他组分的料流中分离任何醛。它特别适于温度敏感性限制了分离的可行的操作温度范围的情况。
在一种布置中，第二组分是烯烃，其可以是形成醛的烯烃。含醛的进料流可以是回收自烯烃醛化反应的料流，它因此将包含在反应器中形成该醛的烯烃。烯烃可以是C2-C20烯烃，该醛将比该烯烃多一个碳。在一种布置中，醛是丁醛，它根据本发明与任选具有丙烷的丙烯分离。在一种可选的布置中，醛是戊醛，它根据本发明与任选具有丁烷的丁烯分离。在另一可选的布置中，醛是丙醛，它根据本发明与任选具有乙烷的乙烯分离。
在又一布置中，醛可以与不饱和醛分离。不饱和醛可以是C3-C20不饱和醛。因此，例如丁醛可以与乙基丙基丙烯醛(其是生产2-乙基己醇中的常见中间体，通过正丁醛的羟醛缩合来生产)分离。类似地，戊醛可以与丙基丁基丙烯醛(其是生产2-丙基庚醇中的常见中间体，通过戊醛的羟醛缩合来生产)分离。
本发明的方法还可以用于将2-甲基丁醛、3-甲基丁醛或者2-甲基丁醛和3-甲基丁醛二者与丙基丁基丙烯醛分离。
但是，将理解本发明的方法不限于上面详述的化合物，并且适于从混合物中分离任何醛。
可以使用本发明的方法分离一种或多种醛。
进料流可以进料到第一分离容器或第二分离容器。在一种布置中，进料流可以进料到两个分离容器。可以提供装置来选择将混合物进料到第一分离容器、第二分离容器，或者进料到两个分离容器，来实现进料流可以进料所到之处的切换。
在一种可选的布置中，可以在第一和第二分离容器之间添加进料。这对于将进料流直接供给到第一和第二分离容器之一或二者而言，可以是替代的或另外的。
可以使用任何合适的分离容器。第一和第二分离容器可以相同或不同。例如，一个或两个容器可以是具有相关联的冷凝器的闪蒸容器。可以注意，特别有利的是分离容器之一或二者是分离塔。
本发明的方法可以包括多于两个分离容器来帮助醛分离。这样的布置在本发明的范围内，条件是第一分离容器具有第一操作压力，第二分离容器具有高于第一操作压力的第二操作压力，和在这些分离容器之间形成再循环回路。
任何合适的压力可以用于第一和第二分离容器中，条件是第二分离容器的压力高于第一分离容器。具体选择的压力通常将取决于进行分离的温度需要。此外，压力通常经选择来在第一和第二分离容器中提供所需的温度曲线。
在一种布置中，第二压力比第一压力高约0.1绝对巴-约48绝对巴，或约5-约45绝对巴。
第二分离容器的压力通常低于其中混合物的临界压力。
在一种布置中，第一分离容器的压力可以是约1绝对毫巴量级的真空，不过可以使用约10-约50绝对毫巴的压力。
在该方法用于将丁醛与丙烯和任选的丙烷分离的情况中，第一分离容器可以在约0.05绝对巴-约10绝对巴的压力，或约1绝对巴-约5绝对巴的压力，或约2绝对巴-约3绝对巴的压力操作。在一种布置中，第一分离容器可以在约2.8绝对巴的压力操作。
第二分离容器可以在约0.1绝对巴-约30绝对巴的压力，或约15绝对巴-约25绝对巴的压力操作，条件是所选的压力高于第一分离容器中所用的压力。在分离的醛是丁醛的情况中，第二分离容器可以在约18绝对巴的压力操作。
对于从在较低压力操作的第一分离容器的顶部处或附近回收的料流的露点低于冷却水温度的系统来说，第一再循环料流通常将为气相。就此而言，要注意的是在大部分烯烃/醛体系中，进料混合物将含有不可冷凝物例如选自氢气、氮气和甲烷的那些。这些不可冷凝物将进入第一分离容器的顶部，和将导致露点远低于冷却水温度。
第一再循环料流通常在进料到第二分离容器之前经过一个或多个压缩机。该或各压缩机可以与中间冷却器相关联。
在一种可选的布置中，从第一分离容器的顶部回收的第一再循环料流是液体。在这种布置中，压缩机通常将用泵代替。
在本发明的一种理想的布置中，操作第一和第二分离容器，以使得两个分离容器中的温度大致相同，并且使得两个分离容器的顶部的温度大致相同。该温度通常将稍高于冷却水温度。
第一分离容器的下部可以在任何合适的温度操作。在一种布置中，可以使用约50℃-约200℃，或约60℃-约150℃，或约80℃-约130℃的温度。当第一分离容器的下部在约90℃-约110℃操作时会是特别有利的。
第二分离容器的下部可以在任何合适的温度操作。在一种布置中，可以使用约50℃-约200℃，或约60℃-约150℃，或约80℃-约130℃的温度。当第二分离容器的上部在约90℃-约110℃操作时会是特别有利的。
第二分离容器通常在一定温度和压力操作，以使得从第二分离容器的顶部处或附近回收的第二组分料流可以使用冷却水冷凝，以便能够避免对于昂贵的冷冻的需求。另外，第一分离容器可以在从该容器的顶部处或附近回收的料流的温度正好高于冷却水时操作。
压力可以经选择，以使得取自第二分离容器的底部的料流的温度可以处于第一分离容器的底部温度的约20℃之内。在一种布置中，取自第二分离容器的底部的料流的温度处于第一分离容器的底部温度的约10℃之内。
在回收自分离容器的料流是蒸气的情况中，冷凝器可以根据需要与一个或两个分离容器相关联。在该料流是液体的情况中，将不需要冷凝器。但是，该料流仍然会需要冷却。
在第一分离容器上存在冷凝器的情况中，取自第一分离容器的顶部处或附近的料流的露点优选高于与之相关联的冷凝器的温度。来自于该冷凝器的冷凝物可以返回到第一分离容器。
在第二分离容器上存在冷凝器的情况中，取自第二分离容器的顶部处或附近的料流的露点优选高于与之相关联的冷凝器的温度。来自于该冷凝器的冷凝物可以返回到第二分离容器。
在一种布置中，第一再循环料流、第二再循环料流或者第一和第二再循环料流可以经过另外的分离装置。可以使用任何合适的另外的分离装置。在一种布置中，该另外的分离装置可以是气体/液体分离装置。
在一种布置中，可以存在烯烃/烷烃分流器。在一种布置中，烯烃/烷烃分流器可以位于第一和第二分离容器之间。在这种布置中，取自第一分离容器的顶部处或附近的料流可以送到烯烃/烷烃分流器，以使得烯烃和烷烃可以分离成富含至少一种组分的上部料流和贫含该至少一种组分的下部料流。在一种布置中，包含烷烃的料流还将包含醛，因此是将该料流送到其他分离容器。
另外地或替代地，烯烃/烷烃分流器可以位于由第一和第二分离容器形成的再循环回路之外。在这种构造中，通常是将来自于第二高压分离容器的顶部物送到烯烃/烷烃分流器。富含烯烃的料流通常回收自分流器上部。富含烷烃的料流将包含烷烃。
本发明的方法还可以用于要分离的混合物中存在水的方法。在存在水的情况中，料流可以经过除水装置。可以使用任何合适的除水装置。合适的装置包括倾析器。在这种布置中，一个或两个相可以用作回流。
根据本发明的第二方面，提供一种进行烯烃的烯烃醛化的方法，其中来自于烯烃醛化反应的一个或多个排出料流向上述本发明的第一方面提供进料流。
在一种布置中，在醛洗涤器中用基本上没有烯烃的料流针对该料流进行处理。该料流可以在送到该醛洗涤器之前冷却。
现在将参考附图来示例性描述本发明，附图中：
图1是显示本发明方法的示意图；
图2是图1中所示方法的更详细的图示；
图3是图2中所示方法的布置的一种替代布置；
图4是本发明方法的一种布置的图示，用于从烯烃醛化反应中回收醛；
图5是本发明方法的第二布置的图示，用于从烯烃醛化反应中回收醛；和
图6是图4的方法的一种替代布置的图示。
本领域技术人员将理解，附图是图解的，在商业设施中会需要另外的装置如回流罐、泵、真空泵、温度传感器、压力传感器、减压阀、控制阀、流动控制器、液面控制器、容纳槽、储槽等。提供这样的辅助装置不形成本发明的一部分，并且符合常规的化学工程实践。
现在参考从烯烃醛化反应中分离丁醛和丙烯来示例性描述本发明方法。将理解它同样适用于将其他醛与烯烃分离，它们在烯烃醛化反应中由该烯烃形成。
图1中显示了一个图示，其呈现了本发明的方法的整体理念。本发明的方法需要第一和第二分离容器。在所示的布置中，它们提供为低压塔1和高压塔2。每个塔可以具有冷凝器、再沸器或者冷凝器和再沸器二者，图1中未示出。
经由管线3a、3b或3c添加包含重质组分(在这个例子中是丁醛)和轻质组分(在这个例子中是丙烯和任选的某种烷烃，丙烷))的进料。因此，该进料可以供给到低压塔1或高压塔2。分离将在两个塔中进行。在一些布置中，可以在管线3a、3b和3c中的多于一条管线中添加进料。将理解可以在多于一个位置将多于一种进料添加到该或各塔和/或塔之间。因此，管线3a、3b和3c中的一条或多条可以代表多于一条进料管线。
重质丁醛将从低压塔1的底部在管线4中回收。从低压塔1的顶部在管线5中移出的料流在管线6中送到高压塔2。通常该料流将经过泵或压缩机7。包含重质和轻质组分的混合物的该料流在管线6中送到高压塔2。
在高压塔2中进一步发生分离，轻质组分从高压塔2的顶部在管线8中回收。从高压塔2的底部在管线9中移出的料流在管线10中送到低压塔1。该料流将包含重质和轻质组分的混合物。
当需要时，从高压塔2的底部回收的料流可以任选地经过冷却器11。在一些情形中，在存在冷却器11的情况中，压缩机7可以用泵(未示出)代替。
优选地，低压塔1和高压塔2的顶部温度将大致相同，并且将高于冷却水温度。类似地，两个塔的底部温度将大致相同。
图2中显示了本发明的一个更详细的实施方案。如图1的布置中那样，进料可以经由管线3a、3b或3c的一个或多个来供给，因此添加到低压塔1和高压塔2之一或二者中。分离将在两个塔中发生。
重质丁醛将从低压塔1的底部在管线4中回收。该料流的一部分可以在管线41中移出并经过再沸器42，然后在管线43中返回到低压塔1。
在这个布置中，从低压塔1的顶部移出的料流5经过冷凝器51，然后在管线52中送到蒸气/液体分离器53。液体在管线54中返回到低压塔1。来自于分离器53的蒸气在管线55中送到压缩机7。在进料经由管线3c添加的情况中，它可以如所示的直接添加到压缩机7或者它可以进料到管线55中。来自于压缩机7的包含重质和轻质组分的混合物的料流送到高压塔2。
在高压塔2中进一步发生分离，轻质组分从高压塔2的顶部在管线8中回收，并且在这种布置中经过冷凝器81，然后在管线82中送到蒸气/液体分离器83。液体在管线84中返回到高压塔2。来自于分离器的蒸气在管线85中回收。
从高压塔2的底部在管线9中移出的料流在管线10中送到低压塔1。该料流将包含重质和轻质组分的混合物。料流9的一部分可以在管线91中移出并经过再沸器92，然后在管线93中返回到高压塔2。
当需要时，从高压塔2的底部回收的料流可以任选地经过冷却器11。如图1的布置中那样，低压塔1和高压塔2的顶部温度将大致相同，并且将高于冷却水温度。类似地，两个塔的底部温度将大致相同。
一种改变的布置显示在图3中。在这种布置中，进料可以经由管线3a、3b和3c的一条或多条供给，因此添加到低压塔1和高压塔2之一或二者中。分离将在两个塔中发生。
重质丁醛将从低压塔1的底部在管线4中回收。该料流的一部分可以在管线41中移出并经过再沸器42，然后在管线43中返回到低压塔1。
从低压塔1的顶部在管线5中移出的料流经过冷凝器51，然后一部分在管线54中返回到低压塔1。其余部分送到高压塔2。移出和转移到高压和低压塔1和2通过泵(未示出)来驱动。
在高压塔2中进一步发生分离，轻质组分从高压塔2的顶部在管线8中回收。回收的料流经过冷凝器81，然后一部分在管线84中返回到高压塔2。其余部分在管线85中回收。
从高压塔2的底部在管线9中移出的料流在管线10中送到低压塔1。该料流将包含重质和轻质组分的混合物。料流9的一部分可以在管线91中移出并经过再沸器92，然后在管线93中返回到高压塔2。
一种处理回收自烯烃醛化反应(未示出)的料流141的方法显示在图4中。在这种布置中，将来自于烯烃醛化设施的不同部分的排出料流合并、压缩和在热交换器142中冷却，然后在管线143中进料到丁醛洗涤器144。在一种布置中，将排出料流压缩到约17.5绝对巴。在这种布置中，用在管线150中添加的丁醛针对进料到丁醛洗涤器144的排出料流143进行洗涤。管线151中进料的料流通常没有丙烯和丙烷，因为它是回收自本发明的第一方面的方法的醛产物料流的至少一部分，其已经经过热交换器147和149。
在洗涤器144中，将不可冷凝物与包含醛、丙烯和丙烷的料流分离。来自于丁醛洗涤器的顶部物可以经过单独的冷凝器，或者该冷凝器可以与洗涤器整合。该冷凝器用于冷却顶部物来使得不可冷凝物流中的丁醛损失最小化。
在洗涤器中，丙烯、任何丙烷和丁醛溶解在丁醛洗涤溶剂中，而不可冷凝物组分的大部分经过洗涤器144并通过顶部排出口145离开。
回收自洗涤器144的料流146是富含丙烯和任选的丙烷的丁醛料流，在热交换器147中用管线151中进料的丁醛针对其进行加热。
已经在热交换器147中加热的料流146在管线3a中送到本发明的低压塔1，在这里它如上涉及图2所述进行处理。在一种布置中，低压塔1在2.8绝对巴压力操作。在这种布置中，低压塔在约108℃的温度操作。
从低压塔1的底部在管线4中回收的料流包含丁醛。
如上所述，一些丁醛将在管线151中返回到洗涤器144。其余的丁醛，其在管线152中作为产物回收或者在管线152中使用泵153返回到烯烃醛化反应，以使得在系统中保持恒定的丁醛总量。
来自于低压塔1的顶部物流5可以含有约10mol％的丁醛，其导致露点是约42℃。该料流经由压缩机7和管线6送到高压塔2。
高压塔2在约18绝对巴操作，以使得来自于高压塔2的顶部物流8的露点高于42℃。在这种布置中，该料流主要包含丙烯和丙烷。它还将包含少部分的不可冷凝物，其可以高到约7mol％。顶部物流8通常没有丁醛。从高压塔2的底部在管线9中回收的料流将主要包含丁醛，但是通常还包含约25mol％的丙烯和丙烷，以将温度保持在约110℃。这返回到低压塔1。
在这种布置中，来自于高压塔2的顶部物流8送到烯烃/烷烃分流器154。在该分流器中，丙烯和丙烷得到分离。丙烯和任何其余的不可冷凝物组分在管线155中移出，并且通常将返回到烯烃醛化反应器。丙烷将在管线157中移出。再沸器156可以存在于烯烃/烷烃分流器154上。
图5在处理的进料方面类似于图4。在该方法中，进料在管线3b中进料到高压塔2。
在一种可选的布置中，烯烃/烷烃分流器154可以位于低压塔1和高压塔2之间的再循环回路中。其一个例子显示在图6中。将理解这种方案是图4中所示方案的改变。
因此，在图6中所示布置中，来自于低压塔1的顶部物流5经过压缩机7，然后在管线6中送到烯烃/烷烃分流器154。丙烯在管线155中移出。丙烷和任何丁醛在管线157中输送，在这里它们在高压塔2中分离。丙烷是管线8中移出的顶部物，丁醛在管线9中返回到低压塔1。
虽然未示出，但是可以提供类似的方法，其中烯烃/烷烃分流器154位于高压塔2和低压塔1之间。在这种布置中，来自于洗涤器的进料被送到高压塔2，如图5中所示。
虽然这些方法已经就将丁醛与丙烯和丙烷分离进行了讨论，但是将理解它可用于其他分离。在进行其他分离的情况中，可以调整上面详述的条件。
另外，本发明的方法可以用于分离丁醛和二烷基丙烯醛，例如乙基丙基丙烯醛。乙基丙基丙烯醛是生产2-乙基己醇中的一种常见中间体，通过丁醛的羟醛缩合产生。该反应产生1mol水/mol丙烯醛，因此水通常存在于送去分离的料流中。丁醛和乙基丙基丙烯醛均对温度敏感，因为在升高的温度会产生不期望的重质物。所以，令人期望的是将温度保持在低水平来减少重质物的形成，同时用通常约30℃-约40℃的冷却水来实现顶部物的冷却。
现在将参考下面的实施例来示例性描述本发明。
对比例1丁醛与丙烯和丙烷的分离
将39wt％丁醛，30wt％丙烯，27wt％丙烷加上不可冷凝物的混合物进料到分离塔。将顶部的塔压力设定在8绝对巴。该塔产生15.4℃的蒸气顶部产物(其含有1wt％丁醛，92wt％丙烯和丙烷，其余是不可冷凝物)和144℃的液体底部产物(其含有1wt％丙烯和丙烷，其余是丁醛)。该塔需要具有比可获自冷却水更低的温度的冷却介质，因此需要冷冻装置。底部物中的高温可能产生丁醛的严重的重质物形成。
实施例1丁醛与丙烯和丙烷的分离
将85wt％丁醛，7wt％丙烯和6wt％丙烷，其余是不可冷凝物例如甲烷、氮气、CO和H2的混合物进料到图1中的在2.8绝对巴操作的第一低压分离塔。底部产物是108℃的液体99.9wt％丁醛，而顶部产物是蒸气，其包含18wt％丁醛，40wt％丙烯，37wt％丙烷，其余是不可冷凝物。该料流的温度是约42℃。将该蒸气产物压缩到18.2绝对巴和冷却到56℃，实现该料流的部分冷凝。经压缩和冷却的料流然后进料到在18绝对巴操作的高压塔。来自于高压塔的顶部产物是蒸气，其包含48wt％丙烯，45wt％丙烷和～100ppmwt的丁醛，其余是不可冷凝物。该蒸气的温度是约42℃。该底部产物包含82.5wt％丁醛，17.5wt％丙烯和丙烷，几乎不存在不可冷凝物。该底部产物料流的温度是约110℃。该液体底部产物返回到低压塔来完成再循环。
实施例2从丙烯和丙烷中分离丁醛
将39wt％丁醛，30wt％丙烯，27wt％丙烷和不可冷凝物的混合物进料到图2的高压塔。该塔在18绝对巴操作。一旦发生分离，则顶部产物是蒸气，其包含48wt％丙烯，45wt％丙烷，约100ppmw丁醛，其余是不可冷凝物。该料流的温度是约42℃。来自于高压塔的底部产物包含82.5wt％丁醛，17.5wt％丙烯和丙烷，几乎没有不可冷凝物。该料流的温度是约110℃。将该液体底部产物进料到在2.8绝对巴操作的低压塔。低压塔的底部产物是温度约108℃的液体，包含99.5wt％丁醛，而顶部产物是温度约42℃的蒸气17，其包含18wt％丁醛，46wt％丙烯，36wt％丙烷，其余是不可冷凝物。将该蒸气产物压缩到18.2绝对巴和冷却到56℃，实现该料流的部分冷凝。经压缩和冷却的料流然后返回到高压塔来完成再循环。
实施例3戊醛与丁烯和丁烷的分离
将63.5wt％戊醛，36.5wt％丁烯和丁烷和小于0.1wt％不可冷凝物的混合物进料到在1.5绝对巴操作的低压分离塔。一旦进行分离，则底部产物是包含99.1wt％戊醛的113℃的液体，而顶部产物是包含9.2wt％戊醛，90.8wt％丁烯和丁烷和不可冷凝物的45℃的蒸气。将该蒸气产物压缩到5.7绝对巴和冷却到47℃，实现该料流的部分冷凝。经压缩和冷却的料流然后进料到在5.5绝对巴操作的高压塔，在这里进一步发生分离。来自于该塔的顶部产物是45℃的液体，其主要包含丁烯和丁烷，以及约～3000ppmw戊醛，和溶解的不可冷凝物。该底部产物料为110℃，包含86.5wt％戊醛，13.5wt％丁烯和丁烷，基本上没有不可冷凝物。该液体底部产物返回到低压塔来完成再循环。
实施例4戊醛与丁烷和丁烯的分离
将与实施例3中所用的相同的混合物进料到低压分离塔，其在与实施例3中相同的压力操作，分离后回收底部产物料流，其包含99.1wt％戊醛，其余是丁烷和丁烯。该顶部产物料流包含9.1wt％戊醛，90.8wt％丁烷和丁烯，其余是不可冷凝物。该料流的温度是45℃。该蒸气料流然后与另外的蒸气料流(其包含3.3wt％戊醛，95.9wt％丁醛和丁烯以及不可冷凝物)合并。将合并的料流压缩到5.7绝对巴和冷却到42℃，实现该料流的部分冷凝。经压缩和冷却的料流然后进料到在5.5绝对巴操作的高压塔。一旦在高压塔中发生分离，则获得液体顶部产物和蒸气顶部产物。该蒸气顶部产物含有约50ppmw戊醛，96.4wt％丁烷和丁烯，和不可冷凝物。其温度是约42℃。该液体顶部产物含有小于0.2wt％戊醛，99.8wt％丁烯和丁烷，和溶解的不可冷凝物。该液体底部产物包含86wt％戊醛，13wt％丁烷和丁烯，和一些溶解的不可冷凝物，其为110℃。来自于高压分离塔的液体底部产物返回到低压分离塔来完成再循环。
实施例5丁醛与乙基丙基丙烯醛的分离
N-丁醛的羟醛缩合产生1mol水/mol丙烯醛。因此，水通常存在于丁醛与乙基丙基丙烯醛的分离中。使用该分离的另一问题是丁醛和乙基丙基丙烯醛在升高的温度可能产生不期望的重质物。
在这个例子中，将90wt％丁醛，8.75wt％乙基丙基丙烯醛和1.25wt％水的混合物进料到在0.4绝对巴操作的高压塔。在该塔中，丁醛和水的料流在顶部产生。基本上没有乙基丙基丙烯醛的该料流在约47℃冷凝。从高压塔的底部回收底部料流，其包含80.3wt％乙基丙基丙烯醛，19.7wt％丁醛和0.02wt％水。该料流将在109℃再沸。该富含乙基丙基丙烯醛的料流然后冷却到44℃，并进料到在0.14绝对巴操作的低压塔。该料流将进入低压塔的顶部附近。该塔在约110℃的底部物中产生基本上纯净的乙基丙基丙烯醛。来自于低压塔的顶部物包含约72.5wt％乙基丙基丙烯醛，27.5wt％丁醛和0.03wt％水。其然后冷凝。该料流的一部分回流到低压塔，一部分泵送到高压塔来完成再循环回路。两个塔在底部约110℃的温度和顶部稍高于40℃的温度操作。因此，冷却水温度将小于40℃，在47℃部分冷凝。
实施例6丁醛与乙基丙基丙烯醛的分离
用2.06wt％丁醛，97.7wt％乙基丙基丙烯醛和0.22wt％水的混合物重复实施例5。在这种情况中，将该混合物进料到在0.14绝对巴操作的低压塔。基本上纯净的乙基丙基丙烯醛的混合物在约110℃的底部物中移出。液体顶部物是丁醛、水和乙基丙基丙烯醛混合物，其包含82.3wt％乙基丙基丙烯醛，10.3wt％丁醛和7.4wt％水。将其在52℃冷凝。将其部分回流，并部分泵送到在约0.4绝对巴操作的高压塔。在该塔中，在顶部物中回收包含丁醛和水并且基本上没有乙基丙基丙烯醛的料流。将该顶部物流部分地回流，并部分移出以进一步加工。在110℃将包含3.7wt％丁醛，7.3wt％水和89wt％乙基丙基丙烯醛的混合物的底部流再沸。将该料流的一部分冷却到90℃并返回到低压塔，由此完成再循环回路，将富含乙基丙基丙烯醛的料流在底部物中回收。该料流为约110℃，含有约63mol％乙基丙基丙烯醛。将该富含乙基丙基丙烯醛的料流返回到低压塔。
实施例7丁醛与乙基丙基丙烯醛的分离
重复实施例5，除了将作为顶部物从高压塔回收的丁醛和水分离成富含水的料流和富含丁醛的料流。该富含丁醛的料流用于向高压塔提供回流。
实施例8戊醛与丙基丁基丙烯醛的分离
戊醛的羟醛缩合产生1mol水/mol丙烯醛。因此，水通常存在于戊醛与丙基丁基丙烯醛的分离中。使用该分离的另一问题是戊醛和丙基丁基丙烯醛可能在升高的温度产生不期望的重质物。
在该实施例中，将90mol％戊醛，5mol％水和5mol％丙基丁基丙烯醛的混合物进料到在0.4绝对巴操作的高压塔。在该塔中，在约41℃的顶部物中产生没有丙基丁基丙烯醛的戊醛/水，而在温度约80℃的底部物中产生富含丙基丁基丙烯醛的料流。该底部流含有约91mol％丙基丁基丙烯醛和6.5mol％戊醛和2.5mol％水。将该富含丙基丁基丙烯醛的料流进料到在0.08绝对巴操作的低压塔。该塔在约80℃的底部物中产生基本纯净的丙基丁基丙烯醛。包含约92mol％丙基丁基丙烯醛、戊醛和水的顶部物在40℃部分地冷凝。将来自于冷凝器的液体作为回流返回道低压塔，而将蒸气压缩并返回到高压塔。
实施例9 2-甲基丁醛与丙基丁基丙烯醛的分离
将3.5mol％2-甲基丁醛，1.5mol％水和95mol％丙基丁基丙烯醛的混合物进料到在0.08绝对巴操作的低压塔。在该塔中，在温度约80℃的底部物中产生富含基本上纯净的丙基丁基丙烯醛的料流。该顶部物流在约40℃部分地冷凝。将来自于冷凝器的液体作为回流返回到低压塔，同时将蒸气压缩和进料到在0.25绝对巴操作的高压塔。在高压塔中，在约40℃的顶部物中产生2-甲基丁醛/水混合物。从80℃的底部物中回收包含约65mol％丙基丁基丙烯醛，35mol％2-甲基丁醛和基本上没有水的料流。将该料流返回到低压塔。
实施例10从乙烯中分离丙醛
将44.8wt％丙醛，28.3wt％乙烯，26.8wt％乙烷和小于0.1wt％不可冷凝物的混合物进料到在5.0绝对巴操作的低压塔。回收103℃的包含超过99.9wt％丙醛的底部液体料流，而顶部产物是温度47℃的包含33.7wt％丙醛，32.1wt％乙烯，34.1wt％乙烷和不可冷凝物的蒸气。将该产物料流压缩到50绝对巴并冷却到50℃，实现该料流的部分冷凝。然后将该料流进料到在48.5绝对巴操作的高压塔。来自于高压塔的顶部产物料流是主要包含乙烯和乙烷和小于1000ppmw丙醛的蒸气，并且溶解在16℃的不可冷凝物中。从高压塔的底部回收的料流包含76.5wt％丙醛，7.8wt％乙烯，15.7wt％乙烷和基本上没有不可冷凝物。将102℃的该料流返回到低压塔来完成再循环回路。
高压塔中的顶部物温度仅是16℃，其在一些情况中将被理解为低于冷却水的温度，因此将需要替代的冷却。

Claims (30)

1.从包含醛和烯烃的进料流中分离该醛和该烯烃的方法，所述方法包括：
a)将进料流提供到在第一压力操作的第一分离容器和在第二压力操作的第二分离容器的之一或二者中，其中所述第二压力大于所述第一压力；
b)操作所述第一分离容器和所述第二分离容器以使分离发生；
c)在第一分离容器的底部处或附近回收醛产物料流，所述醛产物料流的醛浓度高于进料流的醛浓度；
d)从第二分离容器的顶部处或附近回收第二料流，所述第二料流的烯烃浓度高于进料流的烯烃浓度；
e)从第一分离容器的顶部处或附近移出第一再循环料流并将它进料到第二分离容器；和
f)从第二分离容器的底部处或附近移出第二再循环料流并将它进料到第一分离容器，
其中将从第二分离容器的顶部处或附近回收的第二料流送至烯烃/烷烃分流器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该烯烃是形成该醛的烯烃。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该烯烃是C2-C20烯烃并且该醛比该烯烃多一个碳。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
该醛是丁醛，和该烯烃是丙烯；或者
该醛是戊醛，和该烯烃是丁烯；或者
该醛是丙醛，和该烯烃是乙烯。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一和第二分离容器是具有相关联的进料冷凝器的闪蒸容器。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一和第二分离容器是分离塔。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器在1绝对毫巴，或10绝对毫巴-50绝对毫巴的真空操作。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器在0.05绝对巴-10绝对巴的压力操作。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器在1绝对巴-5绝对巴的压力操作。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器在2绝对巴-3绝对巴的压力操作。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器在2.8绝对巴的压力操作。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器在低于其中物质的临界压力的压力操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其中第二分离容器在0.1绝对巴-30绝对巴的压力操作，条件是所选压力高于第一分离容器中所用压力。
14.根据权利要求12所述的方法，其中第二分离容器在15绝对巴-25绝对巴的压力操作，条件是所选压力高于第一分离容器中所用压力。
15.根据权利要求12所述的方法，其中第二分离容器在18绝对巴的压力操作，条件是所选压力高于第一分离容器中所用压力。
16.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一再循环料流在进料到第二分离容器之前经过一个或多个压缩机。
17.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器的下部在50℃-200℃的温度操作。
18.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器的下部在60℃-150℃的温度操作。
19.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器的下部在80℃-130℃的温度操作。
20.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一分离容器的下部在90℃-110℃的温度操作。
21.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的下部在50℃-200℃的温度操作。
22.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的下部在60℃-150℃的温度操作。
23.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的下部在80℃-130℃的温度操作。
24.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的下部在90℃-110℃的温度操作。
25.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的压力经选择以使得在第二分离容器的底部处或附近所取料流的温度处于第一分离容器的底部温度的20℃之内。
26.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第二分离容器的压力经选择以使得在第二分离容器的底部处或附近所取料流的温度处于第一分离容器的底部温度的10℃之内。
27.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中将从第一分离容器的顶部处或附近回收的料流送到第二分离容器之前，经过另外的分离装置。
28.根据权利要求27所述的方法，其中该另外的分离装置是烯烃/烷烃分流器。
29.进行烯烃的烯烃醛化的方法，其中根据权利要求1-4任一项的方法处理来自于烯烃醛化反应的一个或多个排出料流。
30.根据权利要求29所述的方法，其中在醛洗涤器中用基本上没有烯烃的料流针对该一个或多个排出料流进行处理。
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