CN111116335A - 丙烯醛或甲基丙烯醛的制备方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了丙烯醛或甲基丙烯醛的制备方法及其装置。所述制备方法包括先将反应原料送入原料气化单元，再送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自吸收处理步骤中的加压尾气，经充分混合后送入列管式反应器进行反应，再送入下游进一步精制，最终得到精制丙烯醛或甲基丙烯醛。本发明通过使用特定的反应调控剂，改变列管反应器入口反应原料的进料比例，从而减少进、出反应器非反应物料的气体体积，提高反应器出口丙烯醛或甲基丙烯醛产物的产率；缩小反应系统的爆炸极限，扩大安全生产运行区间；延长催化剂使用寿命，提高反应选择性；降低单位产品能耗和生产成本，减少三废排放量。

Description

丙烯醛或甲基丙烯醛的制备方法及其装置
技术领域
本发明涉及丙烯醛或甲基丙烯醛的制备方法及其装置，属于化工领域。
背景技术
丙烯醛或甲基丙烯醛是丙烯或异丁烯的重要工业衍生物之一，是有机合成的重要中间体，大多作为生产丙烯酸及酯或甲基丙烯酸及酯的中间体，也是医药、农药等精细化工领域的重要中间体原料。
目前，工业常见的一种生产方法是采用丙烯、异丁烯或叔丁醇作原料，与空气和水蒸气按一定比例混合，一定压力下预热进入第一列管式反应器，选择性催化氧化生产丙烯醛或甲基丙烯醛，反应热经反应器管间熔盐移走，反应产物冷却后送至下游经洗涤、吸收、精制等流程后，进入第二列管式反应器，进一步选择性催化氧化生产丙烯酸或甲基丙烯酸，经冷却、吸收、萃取、精制等流程后，通过酯化反应生产各种酯类产品或作其它用途。
专利CN 102992977B中提到一种丙烯选择性氧化制丙烯醛的方法，采用固定床单管反应器；反应原料丙烯、水、空气经预热器130℃以上预热后进入反应器，盐浴加热，反应工艺条件为：盐浴温度300～335℃，优选305～325℃；空速800～2200h-1，优选800～1600h-1，进料组成：丙烯7～12体积％、空气69～73体积％、水蒸气15～20％；反应器内装有Mo-Bi系多金属氧化物催化剂。
专利CN 102992978B中提到一种丙烯氧化制丙烯醛的方法，采用固定床单管反应器，其特征在于；反应原料丙烯、水、空气经预热器120℃以上预热后进入反应器，盐浴加热，反应工艺条件为：盐浴温度290～340℃，空速800～2200h-1，进料组成：丙烯8～12体积％、空气70～73体积％、水蒸气15～18体积％，三种进料总体积含量100％；反应器内装有Mo-Bi系多金属氧化物催化剂。
专利CN 101260032B中提到一种丙烯两步法制丙烯酸的改进工艺，其特征在于，加大丙烯在原料配比中的数量，使丙烯进料浓度为8.0％～9.88％(mol)。丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在的条件下，在第一反应器R-1001内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反应放出的热量，由热熔盐介质带出，用来产生蒸汽。
专利CN 102992980B中提到一种丙烯氧化制丙烯醛的方法，采用固定床单管反应器，其特征在于；反应原料丙烯、水、空气经预热器120℃以上预热后进入反应器，盐浴加热，反应工艺条件为：盐浴温度290～335℃，空速800～1400h-1，进料组成：丙烯8～13体积％、空气69～75体积％、水蒸气15～18体积％；反应器内装有Mo-Bi系复合多金属氧化物催化剂。
专利CN 102603501B中提到一种制备甲基丙烯醛的方法，异丁烯氧化反应的进料中异丁烯的含量是2～10mol％，氧气含量是5～25mol％，水含量是1～30mol％，其余为氮气，氧化反应温度为250～500℃。
目前的生产工艺技术，大多采用空气作为氧化剂，丙烯、异丁烯或叔丁醇在反应进料组成中所占比例低，反应器出口物料中丙烯醛或甲基丙烯醛的浓度相对较低，不仅导致下游冷却、吸收、精制等流程的生产负荷较大，同时导致丙烯醛或甲基丙烯醛的收率降低，单位产品能耗大，生产效率低。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种特定的反应调控体系，该体系由氮气、甲烷、乙烷等中的一种或几种按特定比例组成反应调控剂，改变列管式反应器入口反应原料的进料比例，从而减少进、出反应器非反应物料的气体体积，提高反应器出口丙烯醛或甲基丙烯醛产物的产率；缩小反应系统的爆炸极限，扩大安全生产运行区间；延长催化剂使用寿命，提高反应选择性；降低单位产品能耗和生产成本，减少三废排放量。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术手段：
本发明提供一种丙烯醛的制备方法，包括以下步骤：
(1)将反应原料丙烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制丙烯醛。
优选的，步骤(2)中所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；更优选的，步骤(2)中所述反应调控剂为甲烷。
优选的，步骤(2)中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3。
优选的，步骤(3)中所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；更优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂。
优选的，步骤(3)中所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
本发明提供一种甲基丙烯醛的制备方法，包括以下步骤：
(1)将反应原料送入原料气化单元，对液体反应原料加热气化与杂质分离提纯，再进一步过热至150℃后送出，对气体反应原料直接加热至150℃后送出；其中，所述反应原料为异丁烯或叔丁醇；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
优选的，步骤(2)中所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；更优选的，步骤(2)中所述反应调控剂为甲烷。
优选的，步骤(2)中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3。
优选的，步骤(3)中所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；更优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂。
优选的，步骤(3)中所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
本发明还提供用于实施上述丙烯醛的制备方法的装置，包括：
(1)原料气化单元：用于将反应原料丙烯加热至150℃后送出；
(2)混合器：连接所述原料气化单元，用于在来自所述原料气化单元的反应原料按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)列管式反应器：连接所述混合器，用于使来自所述混合器的混合气体进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)下游设备：连接所述列管式反应器，依次包括冷却塔、吸收塔、萃取塔和蒸馏塔，用于对来自所述列管式反应器粗制丙烯醛进行精制，最终得到精制丙烯醛。
优选的，在所述混合器中加入的所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；更优选的，在所述混合器中加入的所述反应调控剂为甲烷。
优选的，所述混合器中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3。
优选的，在所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；更优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂。
优选的，所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
本发明还提供用于实施上述甲基丙烯醛的制备方法的装置，包括：
(1)原料气化单元：用于对液体的反应原料加热气化与杂质分离提纯，再进一步过热至150℃后送出，对气体的反应原料直接加热至150℃后送出；其中，所述反应原料为异丁烯或叔丁醇；
(2)混合器：连接所述原料气化单元，用于在来自所述原料气化单元的反应原料按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)列管式反应器：连接所述混合器，用于使来自所述混合器的混合气体进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)下游设备：连接所述列管式反应器，依次包括冷却塔、吸收塔、萃取塔和蒸馏塔，用于对来自所述列管式反应器粗制甲基丙烯醛进行精制，最终得到精制甲基丙烯醛。
优选的，在所述混合器中加入的所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；更优选的，在所述混合器中加入的所述反应调控剂为甲烷。
优选的，所述混合器中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3。
优选的，在所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；更优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂。
优选的，所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过添加特定的反应调控剂，改变列管反应器入口反应原料的进料比例，从而减少进、出反应器非反应物料的气体体积，提高反应器出口丙烯醛或甲基丙烯醛产物的产率；利用现有反应设备，无需进行改造，可提高装置生产处理能力10～30％。
2、本发明通过添加特定的反应调控剂，缩小反应系统的爆炸极限，扩大安全生产运行区间，提高装置操作灵活性。
3、本发明通过添加特定的反应调控剂，延长催化剂使用寿命，提高反应选择性。
4、本发明通过添加特定的反应调控剂，降低单位产品的能耗和生产成本，减少三废排放量。
附图说明
图1为本发明制备方法及装置的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
(1)将反应原料异丁烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂甲烷，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1.5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:5.5，与所述水蒸气的摩尔比为1:2；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器中装填催化剂为Mo-Bi-Co系催化剂，操作温度370℃，操作压力0.15MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
实施例2
(1)将反应原料异丁烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂甲烷，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1，与所述水蒸气的摩尔比为1:1；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器中装填催化剂为Mo-Bi-Co系催化剂，操作温度300℃，操作压力0.05MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
实施例3
(1)将反应原料异丁烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂甲烷，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:10，与所述水蒸气的摩尔比为1:5；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器中装填催化剂为Mo-Bi-Co系催化剂，操作温度450℃，操作压力0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
实施例4
(1)将反应原料丙烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂甲烷，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:2，与所述反应调控剂的摩尔比为1:7，与所述水蒸气的摩尔比为1:1；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器中装填催化剂为Mo-Bi-Co系催化剂，操作温度300℃，操作压力0.1MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制丙烯醛。
实施例5
(1)将反应原料叔丁醇送入原料气化单元，加热气化与杂质分离提纯，再进一步过热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂甲烷，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:2，与所述反应调控剂的摩尔比为1:10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器中装填催化剂为Mo-Bi-Co系催化剂，操作温度380℃，操作压力0.07MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
实验例1
在本发明实施例1的基础上，改变反应调控剂的种类和用量，在控制系统热负荷保持不变的情况下，探究反应调控剂的种类和用量对于产率的影响。产率增加量通过列管式反应器的出口体积流量减小值体现，减小值越大，产率增加量越大。实验结果参见表1。
表1
Figure BDA0002288067510000081
Figure BDA0002288067510000091
从表1中结果可以看出，在一定的操作温度和操作压力下，列管式反应器热负荷保持不变，反应调控剂的比例越高，将N2替换为CH4后，反应器出口物料的体积减小比例越大。反应调控剂作用受温度、压力的影响不大。
实验例2
在本发明实施例1的基础上，在不同工况下，对本发明反应调控剂降低反应热负荷的能力以及提高产物收率的能力进行探究。实验结果参见表2，其中：
工况一使用N2作为反应调控剂。
工况二使用等摩尔的CH4作为反应调控剂代替工况一中的N2，若不更改反应器设备尺寸及撤热系统能力，使用CH4作为反应调控剂，甲基丙烯醛的质量收率提高29.21％，热负荷降低5.14％。撤热熔盐系统会维持反应器的温度更低，防止局部热点的产生，抑制过氧化反应，从而保护催化剂性能，延长催化剂使用寿命，并且保证反应的高选择性。
工况三中反应器的进料总摩尔数与工况一基本相同，若不更改反应器设备尺寸，使用CH4作为反应调控剂，甲基丙烯醛的质量收率提高48.5％，热负荷提高21.31％，还需提高熔盐系统的撤热能力，才能维持反应温度不变。
工况四中热负荷和进料总体积与工况一基本相同，若不更改反应器设备尺寸，使用CH4作为反应调控剂，甲基丙烯醛的质量收率提高32.67％。
表2
Figure BDA0002288067510000092
Figure BDA0002288067510000101
由表2可以看出，使用CH4作为反应调控剂，在不更改反应器设备尺寸及撤热系统能力的前提下，甲基丙烯醛的质量收率提高约30％；若对撤热系统稍加改造，不更改反应器设备尺寸，甲基丙烯醛的质量收率提高约50％。
甲基丙烯醛收率的提高，会相对降低后续处理系统的负荷，减少三废排放。
同时，对比以上工况，使用CH4作为反应调控剂，可以降低反应热负荷，从而减小冷却系统能力，降低单位产品生产成本。
CH4的加入，使反应物料成为一个负氧平衡混合物(或富油型混合物)，即混合物中含有过多的燃料。因此，反应物浓度很容易高于爆炸上限，导致燃烧不完全，反应放出的热量小于损耗的热量，阻碍火焰蔓延。(参考《气体和粉尘爆炸原理》，赵衡阳，北京理工大学出版社，1995)从而缩小爆炸反应极限，扩大安全生产区间。

Claims (8)

1.丙烯醛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将反应原料丙烯送入原料气化单元，加热至150℃后送出；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制丙烯醛。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；优选为甲烷；
步骤(2)中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3；
步骤(3)中所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂；
步骤(3)中所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
3.甲基丙烯醛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将反应原料送入原料气化单元，对液体反应原料加热气化与杂质分离提纯，再进一步过热至150℃后送出，对气体反应原料直接加热至150℃后送出；其中，所述反应原料为异丁烯或叔丁醇；
(2)将步骤(1)得到的反应原料送入混合器中，按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，经所述混合器充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)将步骤(2)得到的混合气体送入列管式反应器进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)将步骤(3)得到的粗制甲基丙烯醛送入下游进一步精制，包括冷却、吸收、萃取、蒸馏处理，最终得到精制甲基丙烯醛。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；优选为甲烷；
步骤(2)中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3；
步骤(3)中所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂；
步骤(3)中所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
5.用于实施权利要求1或2所述制备方法的装置，其特征在于，包括：
(1)原料气化单元：用于将反应原料丙烯加热至150℃后送出；
(2)混合器：连接所述原料气化单元，用于在来自所述原料气化单元的反应原料按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)列管式反应器：连接所述混合器，用于使来自所述混合器的混合气体进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)下游设备：连接所述列管式反应器，依次包括冷却塔、吸收塔、萃取塔和蒸馏塔，用于对来自所述列管式反应器粗制丙烯醛进行精制，最终得到精制丙烯醛。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
在所述混合器中加入的所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；优选为甲烷；
在所述混合器中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3；
在所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂；
所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
7.用于实施权利要求3或4所述制备方法的装置，其特征在于，包括：
(1)原料气化单元：用于对液体的反应原料加热气化与杂质分离提纯，再进一步过热至150℃后送出，对气体的反应原料直接加热至150℃后送出；其中，所述反应原料为异丁烯或叔丁醇；
(2)混合器：连接所述原料气化单元，用于在来自所述原料气化单元的反应原料按比例分别加入水蒸气、氧气和反应调控剂，再加入部分来自步骤(4)中用于吸收处理的吸收塔的塔顶加压尾气，充分混合后送出；其中，所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～5，与所述反应调控剂的摩尔比为1:1～10，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～5；
(3)列管式反应器：连接所述混合器，用于使来自所述混合器的混合气体进行反应，所述列管式反应器的操作温度300～450℃，操作压力0.05～0.3MPaG，反应热经所述列管式反应器的管间熔盐撤走，生成的粗制甲基丙烯醛自所述列管式反应器底部出料口送出；
(4)下游设备：连接所述列管式反应器，依次包括冷却塔、吸收塔、萃取塔和蒸馏塔，用于对来自所述列管式反应器粗制甲基丙烯醛进行精制，最终得到精制甲基丙烯醛。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
在所述混合器中加入的所述反应调控剂为氮气、甲烷、乙烷其中之一或其组合；优选为甲烷；
在所述混合器中所述反应原料与所述氧气的摩尔比为1:1～3，与所述反应调控剂的摩尔比为1:3～8，与所述水蒸气的摩尔比为1:1～3；
在所述列管式反应器中装填Mo-Bi系多金属氧化物催化剂；优选为Mo-Bi-Co系多金属氧化物催化剂；
所述列管式反应器的操作温度为300～400℃；操作压力为0.05～0.2MPaG。
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