CN113209931A - 一种烯烃氢甲酰化反应设备及反应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烯烃氢甲酰化反应设备及反应方法，所述烯烃氢甲酰化反应方法包括：烯烃、合成气以及催化剂溶液汇聚后经第一气液分散，得到反应物流；所述反应物流进入反应装置进行反应后，分为循环物流以及反应产物物流；所述循环物流经第二气液分散后返回所述反应装置；所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.4m/s。所述反应设备省去了反应装置内搅拌器及气体分布器的使用，简化了反应装置的结构，降低了反应装置的的造价，降低了反应器设备及维护成本；所述反应方法可以强化烯烃氢甲酰化反应，提高了烯烃转化率以及产品收率。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，涉及一种烯烃氢甲酰化反应设备及反应方法。
背景技术
烯烃与合成气在催化剂的作用下进行氢甲酰化反应，生成比烯烃多一个碳原子的醛方法是众所周知的工艺。用于烯烃氢甲酰化反应的催化剂，经过了几代的发展从最初的高压钴催化剂，发展到钴-烷基膦催化剂，到低压铑-烷基膦催化剂，以及具有较高活性的铑-双亚膦酸酯类催化剂。
目前工业上烯烃氢甲酰化反应器使用较多的为带气体分布器的搅拌釜式反应器，为了加强混合效果，防止气泡在反应器内聚并，通常需要在反应器内增加挡板。采用上述结构的搅拌釜通常能获得较好的混合效果，但是反应器结构复杂，设备投资较高。同样由于搅拌器的内部构件较多，且反应过程往往涉及压力下的动密封，设备容易发生故障。如果采用多个较小的搅拌器代替单一的大搅拌釜，能部分解决上述问题，但是这会进一步增加设备投资。而采用带气体分布器的塔式反应器虽然省略了搅拌器，但是反应器内部混合情况不好，其反应器单程转化率远远低于搅拌釜。
CN1165506提出一种喷嘴+内循环管的反应器形式，反应器内部加装内循环管。而CN104030900A及CN104030901A采用喷嘴+气体分布器的反应器形式，上述方法使用喷嘴替代了搅拌器，对喷嘴的设计要求较高，如果喷嘴设计不当则难以达到理想的混合效果，另外，在反应物流流速较低的情况下，使用简单喷嘴也难以达到较好的混合效果。CN102272079A公开了一种使用喷嘴+文丘里管，并在反应器中内置挡板的氢甲酰化反应器，该反应器避免了搅拌器及分布器，简化了反应器结构。喷嘴+文丘里管的组合内构件较为复杂，为了使反应器达到较好的混合效果，需要较长的文丘里管。
CN111302917A中公开了一种采用反应器之前设置气泡外发生装置，实现气液高分散混合后进入反应器中，反应器中没有设置搅拌器。该方法反应气液两相从反应器底部进入，从在反应器上部实现气液分离，反应器内气液两相在进入反应器时具有高度分散的效果，当气液两相从反应器底部向上运动的时候，由于没有搅拌器的破碎，不可避免的会发生气泡的聚并，直至在反应器顶部气相成为连续相，尤其对于工业反应器体积较大的情况，气泡在液相的分散效果会逐步变差，甚至由于气泡过大而导致传质效率降低，影响反应效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种烯烃氢甲酰化反应设备及反应方法，所述反应设备省去了反应装置内搅拌器及气体分布器的使用，简化了反应装置的结构，降低了反应装置的的造价，降低了反应器设备及维护成本；所述反应方法可以强化烯烃氢甲酰化反应，提高了烯烃转化率以及产品收率。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种烯烃氢甲酰化反应设备，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置以及气液分散装置；
所述气液分散装置、反应装置、循环管路以及所述催化剂溶液管路依次循环连接；
所述烯烃管路以及所述合成气管路分别独立地与所述分散装置进液口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连。
优选地，所述反应装置出样口与所述循环管路的入口相连。
优选地，所述循环管路出口与所述催化剂溶液管路相连。
优选地，所述催化剂溶液管路与所述气液分散装置进液口相连。
优选地，所述循环管路上设置有反应产物出口。
本发明目的之二在于提供另一种烯烃氢甲酰化反应设备，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置、第一气液分散装置以及第二气液分散装置；
所述反应装置、循环管路以及第二气液分散装置依次循环连接；
所述烯烃管路、合成气管路以及催化剂溶液管路分别独立地与所述第一气液分散装置进液口相连；
所述第一气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述反应装置出样口与所述循环管路的入口相连。
优选地，所述循环管路出口与所述第二气液分散装置进液口相连。
优选地，所述第二气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连。
优选地，所述循环管路上设置有反应产物出口。
本发明目的之三在于提供一种所述烯烃氢甲酰化反应方法包括：
烯烃、合成气以及催化剂溶液汇聚后经第一气液分散，得到反应物流；
所述反应物流进入反应装置进行反应后，分为循环物流以及反应产物物流；
所述循环物流经第二气液分散后返回所述反应装置；
所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.4m/s。
其中，所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速可以是0.35m/s、0.3m/s、0.25m/s、0.2m/s、0.15m/s、0.1m/s、0.05m/s、0.04m/s、0.03m/s、0.02m/s或0.01m/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.04m/s。
作为本发明优选的技术方案，所述第一分散以及所述第二分散后物流中气泡的直径为10nm～100μm，如20nm、30nm、50nm、80nm、100nm、200nm、500nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、50μm或100μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100nm～10μm。
作为本发明优选的技术方案，所述循环物流以及反应产物物流的质量流量比大于8:1，如10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1或80:1等，优选为10～40:1。
作为本发明优选的技术方案，所述烯烃包括C2～C20含有至少一个碳碳双键的烯烃中的任意一种或至少两种的组合。
其中，本发明使用的烯烃例如可以是乙烯、丙烯、丁二烯、戊二烯、环戊烯、环戊二烯、环己烯、环己二烯或苯乙烯等，以上化合物仅为简单举例，并不仅限于上述化合物。
优选地，所述合成气为氢气与一氧化碳的混合气体。
优选地，所述催化剂包括过渡金属催化剂和/或过渡金属与有机膦配体组成的络合催化剂。
优选地，所述过渡金属催化剂包括钴催化剂、铑催化剂、钯催化剂或钌催化剂中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述过渡金属与有机膦配体组成的络合催化剂包括钴-膦催化剂和/或铑-膦催化剂。
优选地，所述有机膦配体包括自三烷基膦、三芳基膦、烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、二环烷基芳基膦、环烷基二芳基膦、三芳烷基膦、三环烷基膦、烷基和/或芳基二膦、环烷基和/或芳基二膦、有机亚膦酸盐或有机亚磷酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述催化剂溶液中的溶剂包括C2～C30取代或未取代的烷烃、芳烃、醇、酮、醚、酯、亚砜或酚的任意一种或至少两种的组合。
其中，催化剂溶液中的溶剂例如可以是环己烷、甲苯、硝基苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙醚、二甲亚砜或对二苯酚等，以上化合物仅为简单举例，并不仅限于上述化合物。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种烯烃氢甲酰化反应设备及反应方法，所述反应设备省去了反应装置内搅拌器及气体分布器的使用，简化了反应装置的结构，降低了反应装置的的造价，降低了反应器设备及维护成本；所述反应方法可以强化烯烃氢甲酰化反应，提高了烯烃转化率以及产品收率。
附图说明
图1本发明提供的一种烯烃氢甲酰化反应设备的结构示意图；
图2本发明提供的另一种烯烃氢甲酰化反应设备的结构示意图；
图3本发明实施例1提供的烯烃氢甲酰化反应设备的结构示意图；
图4本发明实施例2提供的烯烃氢甲酰化反应设备的结构示意图；
图中：气液分散装置：F-1、F-2以及F-3，反应装置：R-1以及R-2，循环泵：P-1、P-2、P-3、P-4、P-5、P-6、P-7以及P-8，换热器：Hx-1、Hx-2、Hx-3以及Hx-4，气液分离装置：F-1、F-2、F-3以及F-4，管路：101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、114、115、116、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214以及215。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
本发明具体实施方式部分提供一种烯烃氢甲酰化反应设备，其结构如图1所示，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置R-1以及气液分散装置F-1；所述气液分散装置F-1、反应装置R-1、循环管路以及所述催化剂溶液管路依次循环连接；所述催化剂溶液管路与所述气液分散装置F-1进液口相连。所述气液分散装置F-1出液口与所述反应装置R-1进样口相连，所述反应装置R-1出样口与所述循环管路的入口相连，所述循环管路出口与所述催化剂溶液管路相连，所述催化剂溶液管路与所述气液分散装置F-1进液口相连，所述循环管路上沿循环物流方向依次设置有循环泵P-1以及换热器Hx-1，所述循环管路上设置有反应产物出口。
本发明具体实施方式部分提供另一种烯烃氢甲酰化反应设备，其结构如图2所示，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置R-2、第一气液分散装置F-2以及第二气液分散装置F-3；所述反应装置R-2、循环管路以及第二气液分散装置F-3依次循环连接；所述烯烃管路、合成气管路以及催化剂溶液管路分别独立地与所述第一气液分散装置F-2进液口相连；所述第一气液分散装置F-2出液口与所述反应装置R-2进样口相连。所述反应装置R-2出样口与所述循环管路的入口相连，所述循环管路出口与所述第二气液分散装置F-3进液口相连，所述第二气液分散装置F-3出液口与所述反应装置R-2进样口相连，所述循环管路上沿循环物流方向于所述第二气液分散装置F-3前依次设置有循环泵P-5以及换热器Hx-4，所述循环管路上设置有反应产物出口。
本发明中，所述产物经气液分离装置分离后，液相与循环物流合并后经分散返回反应装置，气相中的产物经进一步分离后作为产品采出。
本发明中，各管路上按照实际生产需要设置有循环泵以及换热器等装置，所述循环泵以及换热器的位置可视生产的具体需要进行调整，其设置方式为本领域公知，在此不再赘述。
实施例1
本实施例提供一种烯烃氢甲酰化反应设备，其结构如图3所述，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置R-1以及气液分散装置F-1；所述气液分散装置F-1、反应装置R-1、循环管路以及所述催化剂溶液管路依次循环连接；
所述合成气管路101以及烯烃管路102分别独立地与所述气液分散装置F-1的进液口相连，所述气液分散装置F-1出液口与所述反应装置R-1进样口通过管路103相连，所述反应装置R-1出样口与所述循环管路上的循环泵P-1的进液口通过管路106相连，所述循环泵P-1的出液口与换热器Hx-1的进液口通过管路107以及108相连，所述换热器Hx-1的出液口与所述催化剂溶液管路通过管路109相连，所述催化剂溶液管路与所述气液分散装置F-1进液口通过管路114相连，所述反应装置R-1顶部设置有气相产物管路104，所述气相产物管路104连接排空阀V-1，所述排空阀V-1连接气相产物排出管路105；
所述循环管路上设置有产物出口，所述产物出口位于管路107以及108的连接处，所述产物出口与循环泵P-4的进液口相连，所述循环泵P-4的出液口与换热器Hx-2的进液口通过管路110相连，所述换热器Hx-2的出液口与气液分离装置F-1通过管路111相连，所述气液分离装置F-1的液相出口与循环泵P-2的进液口通过管路113相连，所述循环泵P-2的出液口连接至管路114，气液分离装置F-1的气相出口与换热器Hx-3的进液口通过管路112相连，所述换热器Hx-3的出液口与气液分离装置F-2的进液口先通过管路115相连，所述气液分离装置F-2的液相出口与循环泵P-3通过管路116相连，所述气液分离装置F-2的顶部连接有气相排出管路，所述气相排出管路上设置有排空阀V-2。
实施例2
本发明具体实施方式部分提供一种烯烃氢甲酰化反应设备，其结构如图4所述，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置R-2、第一分散装置F-2以及第二分散装置F-3；所述反应装置R-2、循环管路以及第二分散装置F-3依次循环连接；
所述合成气管路201以及烯烃管路202分别独立地与所述第一气液分散装置F-2的进液口相连，所述第一气液分散装置F-2出液口与所述反应装置R-2进样口通过管路203相连。所述反应装置R-2出样口与所述循环管路上的循环泵P-5的进液口通过管路204相连，所述循环泵P-5的出液口与换热器Hx-4的进液口通过管路205以及206相连，所述换热器Hx-4的出液口与所述第二气液分散装置F-3的进液口通过管路208相连，所述第二气液分散装置F-3的出液口与所述反应装置R-2进样口通过管路209相连；
所述循环管路上设置有产物出口，所述产物出口位于管路205以及206的连接处，所述产物出口与循环泵P-6的进液口相连，所述循环泵P-6的出液口与换热器Hx-5的进液口通过管路207相连，所述换热器Hx-5的出液口与气液分离装置F-3通过管路210相连，所述气液分离装置F-3的液相出口与循环泵P-7的进液口通过管路212相连，所述循环泵P-7的出液口连接至管路208，所述气液分离装置F-3的气相出口与换热器Hx-6的进液口通过管路211相连，所述换热器Hx-6的出液口与气液分离装置F-4的进液口先通过管路213相连，所述气液分离装置F-4的液相出口与循环泵P-8通过管路214相连，所述气液分离装置F-4的顶部连接有气相排出管路215，所述气相排出管路215上设置有排空阀V-3。
实施例3
本实施例提供一种烯烃氢甲酰化反应方法，所述反应方法使用实施例1提供的装置，所述方法包括以下步骤：
来自管线101的合成气(H2:CO＝1.02v:1v，85.5NM3/hr)与来自管线102的丙烯(99.6wt％，95.1kg/hr)，与来自管线114的混合物流(反应器循环物流及来自蒸发器的催化剂溶液)一同经过SK型的静态混合器，经过该静态混合器F-1后，合成气以1-5μm大小的气泡分散在液相中，并经管线103与来自管线114的循环物流与催化剂溶液的混合物合并后，从反应器R-1底部进入R-1中。反应器R-1为1M3的釜式反应器(液位80％)，其内径为0.9m。反应器气相产物经管线104，由调节阀V-1控制排放，该排放气可以放空，也可送入后续反应器中继续反应。反应器压力控制为1.9MPa，温度为90℃，在此条件下合成气经过反应器横截面的表观气速为0.0035m/s。反应器中所使用的催化剂为铑-三苯基膦，其中液相中铑浓度200-250ppm，三苯基膦浓度11-12wt％。
反应器上部液相通过循环泵P-1从反应器抽出后分为两股，大部分循环液相经过换热器HX-1冷却去除反应热后经管线109，与来自蒸发器分离罐F-1底部的催化剂溶液混合，一同经过管线114与反应原料混合后通过混合器F-1后进入反应器中。从循环流股中抽出一股物流，作为反应产物流(循环物流与产物流的质量比为15：1)，由泵P-4经管线110送入换热器HX-2加热蒸发，蒸发后两相流通过气液分离罐F-1，液相为催化剂溶液，通过泵P-2返回反应器中。气相为产物及未反应丙烯，由分离罐F-1顶部通过管线112采出，并由冷凝器HX-3冷凝，后送入气液分离器F-2中。在F-2中少量不凝性合成气从顶部作为废气排出，液相为产物丁醛及未反应丙烯，该物流经过精馏或蒸馏分离可得到提纯的丙烯及丁醛。对该装置一定时间内进出物流流量计量，结合各物流组成色谱分析结果，可以得到使用该装置进行反应后烯烃的转化率、产物的收率及对产物醛的选择性(正构醛对异构醛的比值)，具体结果可见表1。
实施例4
本实施例提供一种烯烃氢甲酰化反应方法，所述反应方法使用实施例2提供的装置，所述方法包括以下步骤：
来自管线201的合成气(H2:CO＝1.02v:1v，30.7NM3/hr)与来自管线202的混合丁烯(反-2-丁烯51％，顺-2-丁烯40％，1-丁烯2.0％，其余为丁烷，90kg/hr)，混合后一同经过气液分散器F-2。气液分散器F-2是由内外套管组成，内管为表面分布有微孔的陶瓷材料，外管为不锈钢，合成气走内管，混合丁烯走外管，经过分散器F-2之后，合成气以100nm-1μm大小的气泡分散在液相中，并经管线203与来自管线209的反应器循环物流及催化剂溶液的混合物流汇合后从反应器R-2底部进入。反应器R-1为1M3的管式反应器，其内径为0.4m。反应器压力控制为1.4MPa，温度为75℃，在此条件下合成气经过反应器横截面的表观气速为0.0045m/s。反应器中所使用的催化剂为铑-双亚膦酸酯(6,6’-[(3,3’,5,5’-四叔丁基-1-1’-联苯)2,2’-双氧代]-双联苯并[d,f][1,3,2]二氧磷杂七环)，其中液相中铑浓度200-250ppm，双亚膦酸酯浓度0.5-0.6wt％。
反应器气液混合物通过循环泵P-5抽出后分为两股(循环物流与产物流的质量比为20：1)，大部分循环液相经过换热器HX-4冷却去除反应热后，经管线208与来自蒸发器分离罐F-3底部的催化剂溶液混合后，经过气液分散器F-3(与F-2同类型)，将液相中聚并的合成气气泡再次分散成100nm-1μm大小的气泡后，经管线209与来自203的反应原料混合后从底部进入反应器R-2中。从循环流股中抽出一股物流，作为反应产物流，由泵P-6经管线207送入换热器HX-5加热蒸发，蒸发后两相流通过气液分离罐F-3，液相为催化剂溶液，通过泵P-7后与循环物流混合后返回反应器中。气相为产物及碳四组分(未反应丁烯及惰性的丁烷)，由分离罐F-3顶部通过管线211采出，并由冷凝器HX-6冷凝，后送入气液分离器F-4中。在F-4中少量不凝性合成气从顶部作为废气排出，液相为产物丁醛及碳四组分，该物流经过精馏或蒸馏分离可得到提纯的碳四组分及戊醛。对该装置一定时间内进出物流流量计量，结合各物流组成色谱分析结果，可以得到使用该装置进行反应后烯烃的转化率、产物的收率及对产物醛的选择性，具体结果可见表1。
实施例5
本实施例提供一种烯烃氢甲酰化反应方法，所述反应方法与实施例3相同，同在于所使用的反应器为体积增大为100M3(液位80％)，反应器直径4.0m。所使用的催化剂为铑-双亚膦酸酯(6,6’-[(3,3’,5,5’-四叔丁基-1-1’-联苯)2,2’-双氧代]-双联苯并[d,f][1,3,2]二氧磷杂七环)，其中液相中铑浓度70-80ppm，双亚膦酸酯浓度0.1-0.2wt％。反应器压力1.5MPa，反应液相温度70℃，在此条件下合成气经过反应器横截面的表观气速为0.0165m/s。反应器循环物流(管线109物流)与产物流(管线110物流)的质量比为30:1。反应进料合成气与丙烯组成与实施例1一致，流量分别调整为11200NM3/hr与11500kg/hr。对该装置一定时间内进出物流流量计量，结合各物流组成色谱分析结果，可以得到使用该装置进行反应后烯烃的转化率、产物的收率及对产物醛的选择性，具体结果可见表1。
实施例6
本实施例提供一种烯烃氢甲酰化反应方法，所述反应方法与实施例3相同，不同之处在于所反应的烯烃改为1-辛烯，原料进料量为120.7kg/hr，合成气进料40.7NM3/hr，此条件下合成气经过反应器横截面的表观气速为0.0018m/s。反应器中所使用的催化剂及浓度与实施例1一致。对该装置一定时间内进出物流流量计量，结合各物流组成色谱分析结果，可以得到使用该装置进行反应后烯烃的转化率、产物的收率及对产物醛的选择性，具体结果可见表1。
对比例1
对比例1采用与实施例3相同的反应条件，不同之处在于流程中取消气液分散设备，反应器更换为带气体分布器的搅拌釜。
对比例2
对比例2采用与实施例4相同的反应条件，不同之处在于，反应器改为多段串联直管，直径缩小为0.04m，在此条件下合成气经过反应器横截面的表观气速为0.45m/s。
对比例3
对比例3采用与实施例5相同的反应条件，不同之处在于，反应器循环物流(管线206物流)与产物流(管线207物流)的质量比为5:1。
对比例4
对比例4采用与实施例6相同的反应条件，不同之处在于，反应器更换为带气体分布器的搅拌釜。
表1
由实施例与对比例的实验结果比较可知，采用气液分散设备及强制大流量外循环的方式，实现了合成气在反应液相中的高度分散，其烯烃转化率及产物的选择性均略高于传统的搅拌釜。本发明简化了反应器结构，降低了设备成本。当合成气经过反应器横截面的表观气速超过0.4m/s(对比例2)时，会影响合成气在反应液相中的分散效果，导致烯烃转化率及产物选择性下降。反应器循环物流流量较低时(对比例3)，同样会影响合成气在反应液相中的分散效果，导致烯烃转化率及产物选择性下降。这说明本发明对合成气经过反应器横截面的表观气速数值以及反应器循环物流与产物流的比值做出限定是非常必要的。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种烯烃氢甲酰化反应设备，其特征在于，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置以及气液分散装置；
所述气液分散装置、反应装置、循环管路以及所述催化剂溶液管路依次循环连接；
所述烯烃管路以及所述合成气管路分别独立地与所述分散装置进液口相连。
2.根据权利要求1所述的烯烃氢甲酰化反应设备，其特征在于，所述气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连；
优选地，所述反应装置出样口与所述循环管路的入口相连；
优选地，所述循环管路出口与所述催化剂溶液管路相连；
优选地，所述催化剂溶液管路与所述气液分散装置进液口相连；
优选地，所述循环管路上设置有反应产物出口。
3.一种烯烃氢甲酰化反应设备，其特征在于，所述烯烃氢甲酰化反应设备包括烯烃管路、合成气管路、催化剂溶液管路、循环管路、反应装置、第一气液分散装置以及第二气液分散装置；
所述反应装置、循环管路以及第二气液分散装置依次循环连接；
所述烯烃管路、合成气管路以及催化剂溶液管路分别独立地与所述第一气液分散装置进液口相连；
所述第一气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连。
4.根据权利要求3所述的烯烃氢甲酰化反应设备，其特征在于，所述反应装置出样口与所述循环管路的入口相连；
优选地，所述循环管路出口与所述第二气液分散装置进液口相连；
优选地，所述第二气液分散装置出液口与所述反应装置进样口相连；
优选地，所述循环管路上设置有反应产物出口。
5.一种烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述烯烃氢甲酰化反应方法包括：
烯烃、合成气以及催化剂溶液汇聚后经第一气液分散，得到反应物流；
所述反应物流进入反应装置进行反应后，分为循环物流以及反应产物物流；
所述循环物流经第二气液分散后返回所述反应装置；
所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.4m/s。
6.根据权利要求5所述的烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.04m/s。
7.根据权利要求5或6所述的烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述第一分散以及所述第二分散后物流中气泡的直径为10nm～100μm，优选为100nm～10μm。
8.根据权利要求5-7任一项所述的烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述循环物流以及反应产物物流的质量流量比大于8:1，优选为10～40:1。
9.根据权利要求5-8任一项所述的烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述烯烃包括C2～C20含有至少一个碳碳双键的烯烃中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述合成气为氢气与一氧化碳的混合气体；
优选地，所述催化剂包括过渡金属催化剂和/或过渡金属与有机膦配体组成的络合催化剂；
优选地，所述过渡金属催化剂包括钴催化剂、铑催化剂、钯催化剂或钌催化剂中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述过渡金属与有机膦配体组成的络合催化剂包括钴-膦催化剂和/或铑-膦催化剂；
优选地，所述有机膦配体包括自三烷基膦、三芳基膦、烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、二环烷基芳基膦、环烷基二芳基膦、三芳烷基膦、三环烷基膦、烷基和/或芳基二膦、环烷基和/或芳基二膦、有机亚膦酸盐或有机亚磷酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述催化剂溶液中的溶剂包括C2～C30取代或未取代的烷烃、芳烃、醇、酮、醚、酯、亚砜或酚的任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求5-9任一项所述的烯烃氢甲酰化反应方法，其特征在于，所述烯烃氢甲酰化反应方法包括：
烯烃、合成气以及催化剂溶液汇聚后经第一气液分散，得到反应物流；
所述反应物流进入反应装置进行反应后，分为循环物流以及反应产物物流，所述循环物流以及反应产物物流的质量流量比大于8:1；
所述循环物流经第二气液分散后返回所述反应装置；
所述反应物流中的气相物流通过所述反应装置横截面的表观液速小于0.4m/s；
所述第一分散以及所述第二分散后物流中气泡的直径为10nm～100μm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210806 |
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