RU2559052C1

RU2559052C1 - Installation for obtaining aldehydes by hydroformylation of c3-c4 olefins with application of catalytic rhodium-based system

Info

Publication number: RU2559052C1
Application number: RU2014125870/04A
Authority: RU
Inventors: Юрий Геннадьевич Носков; Сергей Николаевич Руш; Андрей Михайлович Костин; Галина Александровна Корнеева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный центр исследований и разработок" (ООО "РН-ЦИР")
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-08-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: installation includes: connected to reactor in parallel way via purification devices sources of synthesis-gas and olefin, successively connected via pipelines with product output from reactor gas-liquid high-pressure separator, device for separation of product aldehydes from catalyst solution, connected with reactor by pipeline of catalyst solution recycle, collector of product aldehyde, rectification column, connected with pipeline of catalyst solution recycle unit of waste catalyst collection and unit of feeding fresh catalyst, as well as line of gas recycle. Installation is provided with gas-liquid separator of low pressure with regulator of gas pressure and stripper, successively installed between gas-liquid high-pressure separator and device for separation of product aldehydes from rhodium-containing catalyst solution, made in form if film evaporator, installed on output of exhaust gases from collector of product aldehyde compressor, refrigerator-condenser and additional high-pressure separator, with output for gas from main high-pressure separator being connected with stripper, output for gas in which is connected with line of gas recycle, with outputs for gases of low-pressure separator and additional high-pressure separator being connected with film evaporator, input of which and stripper are connected with source of synthesis-gas.

EFFECT: realisation of hydroformylation on claimed installation makes it possible to increase degree of extraction and re-use of raw material, which does not react during one passage through reactor, increase total conversion of olefins, reduce thermal destruction of catalyst and loss of product aldehydes in the process of separating the latter from catalyst solution, as well as reduce loss of catalyst in the process of catalyst solution recycle.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к органическому синтезу, а именно к устройствам для получения альдегидов гидроформилированием олефинов с применением родиевых катализаторов.The invention relates to organic synthesis, and in particular to devices for producing aldehydes by hydroformylation of olefins using rhodium catalysts.

Родиевые катализаторы гидроформилирования, в отличие от кобальтовых, обладают высокой активностью и селективностью по целевым альдегидам, а также позволяют добиваться высокой региоселективности по наиболее востребованным линейным продуктам. Основным недостатком указанных катализаторов является высокая стоимость родия. Поэтому главной задачей снижения себестоимости получаемой продукции является повышение удельной производительности катализатора и реакционного объема, снижение потерь катализатора в процессе его рецикла и выделения готового продукта, максимально возможная утилизация и рецикл непрореагировавшего сырья. Одним из путей снижения потерь сырья и готового продукта, а также расхода катализатора и улучшения удельных показателей процесса является повышение степени выделения непрореагировавших соединений с последующим возвратом в реактор, оптимизация технологических режимов, обеспечивающих высокую производительность процесса, снижение количества побочных продуктов реакции.Rhodium hydroformylation catalysts, unlike cobalt ones, have high activity and selectivity for target aldehydes, and also allow to achieve high regioselectivity for the most popular linear products. The main disadvantage of these catalysts is the high cost of rhodium. Therefore, the main task of reducing the cost of production is to increase the specific productivity of the catalyst and the reaction volume, reduce catalyst losses during its recycling and separation of the finished product, the maximum possible utilization and recycling of unreacted raw materials. One way to reduce the loss of raw materials and the finished product, as well as the consumption of the catalyst and improve the specific performance of the process, is to increase the degree of separation of unreacted compounds and then return to the reactor, optimization of technological conditions that ensure high productivity of the process, reducing the number of reaction by-products.

Известна установка гидроформилирования олефинов, в которой использованы две независимые реакционные системы, каждая из которых имеет собственный катализаторный раствор (катализатор из различных систем не смешивается). Непрореагировавшие газы с первой ступени поступают на вторую ступень, где осуществляется конверсия непрореагировавшего на первой ступени сырья (Патент США №4593127).A known installation of hydroformylation of olefins, in which two independent reaction systems are used, each of which has its own catalyst solution (the catalyst from various systems is not mixed). Unreacted gases from the first stage enter the second stage, where the conversion of raw materials unreacted in the first stage is carried out (US Patent No. 4,593127).

Недостатками известного устройства является то, что каждая из реакторных ступеней имеет отдельные узлы отделения продукта от катализатора (сепаратор, испаритель, холодильники и т.п.) - т.е. количество подобного оборудования удваивается. При этом оно имеет разную мощность, поскольку основная доля конверсии приходится на первую ступень. Каждая из ступеней имеет свои собственные катализаторные растворы, для обслуживания (контроль дезактивации, регенерация и т.п.) и циркуляции которых нужно дублирующее оборудование.The disadvantages of the known device is that each of the reactor stages has separate units for separating the product from the catalyst (separator, evaporator, refrigerators, etc.) - i.e. the amount of such equipment doubles. Moreover, it has a different capacity, since the main share of the conversion falls on the first stage. Each stage has its own catalyst solutions, for maintenance (decontamination control, regeneration, etc.) and the circulation of which duplicating equipment is needed.

Известна технологическая установка для получения альдегидов, включающая систему из двух реакторов - смешения (первичный реактор) и вытеснения (вторичный реактор), благодаря чему конверсия пропилена достигает 98%. Испарительное отделение продукта от катализаторного раствора происходит непосредственно в верхней части реакторов, а использование специального испарителя не предусматривается. Это требует достаточно высокой температуры (120°C), что неприемлемо для малостабильных родий-фосфитных катализаторов. Испарительное отделение происходит в обоих реакторах, после чего пары альдегидов конденсируются и поступают в сепараторы, а затем в отпарную колонну. Несконденсировавшиеся газы после сепаратора первичного реактора поступают на питание вторичного реактора, а аналогичный поток с сепаратора вторичного реактора - на сброс. Катализаторный раствор циркулирует по контуру первичный реактор - вторичный реактор. Сверху отпарной колонны остаточные углеводороды C₃ могут поступать на питание первичного реактора (Патент США №5367106).Known technological plant for producing aldehydes, including a system of two reactors - mixing (primary reactor) and displacement (secondary reactor), due to which the conversion of propylene reaches 98%. Evaporative separation of the product from the catalyst solution occurs directly in the upper part of the reactors, and the use of a special evaporator is not provided. This requires a sufficiently high temperature (120 ° C), which is unacceptable for unstable rhodium phosphite catalysts. Evaporative separation occurs in both reactors, after which the vapors of the aldehydes condense and enter the separators and then to the stripper. Non-condensed gases after the primary reactor separator are fed to the secondary reactor, and a similar stream from the secondary reactor separator is discharged. The catalyst solution circulates along the circuit of the primary reactor - the secondary reactor. On top of the stripping column, residual C ₃ hydrocarbons may be fed to the primary reactor (US Patent No. 5,367,106).

К недостаткам известной установки следует отнести то, что для достижения высокой конверсии общий объем системы должен быть достаточно большим. Поэтому работа на высоких конверсиях может быть неоправданной. В частности, в условиях первого порядка реакции по олефину даже в случае использования реактора идеального вытеснения работа на высоких конверсиях за один проход через реактор требует значительного увеличения его объема. Нет специального испарителя, поэтому режим отгонки осуществляется в жестких условиях, разрушающих катализатор.The disadvantages of the known installation should include the fact that in order to achieve high conversion, the total volume of the system must be large enough. Therefore, work on high conversions may be unjustified. In particular, under the conditions of the first order reaction by olefin, even in the case of using an ideal displacement reactor, working at high conversions in one pass through the reactor requires a significant increase in its volume. There is no special evaporator, therefore, the distillation mode is carried out under harsh conditions that destroy the catalyst.

Известна технологическая установка гидроформилирования олефинов, включающая реактор и последовательно соединенные с ним сепаратор, пленочный испаритель и емкость для сбора катализатора, сообщенная обратным трубопроводом с реактором для возврата катализаторного раствора (Патент РФ №2270829).A known technological installation for hydroformylation of olefins, including a reactor and a separator connected in series with it, a film evaporator and a catalyst collection tank, connected by a return pipe to the reactor to return the catalyst solution (RF Patent No. 2270829).

Недостатком данной установки является деградация катализатора при высоких температурах разделения выпуска реактора на непрореагировавшие олефины с альдегидами и кубовую фракцию, содержащую родиевый катализатор. Для стабилизации катализатора требуется или низкая температура, или высокое давление синтез-газа, что противоречит условиям разделения.The disadvantage of this installation is the degradation of the catalyst at high temperatures separating the reactor outlet into unreacted olefins with aldehydes and the bottom fraction containing the rhodium catalyst. To stabilize the catalyst, either a low temperature or a high syngas pressure is required, which contradicts the separation conditions.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому служит установка для получения альдегидов гидроформилированием олефинов, включающая параллельно подключенные к реактору через устройства очистки источники синтез-газа и олефина, последовательно соединенные трубопроводами с продуктовым выходом из реактора газожидкостный сепаратор высокого давления, аппарат отделения продуктовых альдегидов от катализаторного раствора, который сообщен с реактором трубопроводом рецикла катализаторного раствора, сборник продуктового альдегида, ректификационную колонну, соединенные с трубопроводом рецикла катализаторного раствора узел сбора отработанного катализатора и узел подпитки свежим катализатором, а также линию рецикла газов (Патент США №4287370).The closest technical solution to the proposed one is a plant for producing aldehydes by olefin hydroformylation, including synthesis gas and olefin sources connected in parallel to the reactor through purification devices, connected in series by pipelines with a product outlet from the reactor, a high-pressure gas-liquid separator, an apparatus for separating food aldehydes from the catalyst solution, which is in communication with the reactor through a catalyst solution recycling pipeline, a collection of food aldehyde, a distillation column connected to the catalyst solution recycling pipeline, a spent catalyst collection unit and a fresh catalyst feed unit, and a gas recycling line (US Patent No. 4,283,770).

Недостатком установки является низкая степень отделения непрореагировавших соединений в испарителе и сепараторах, высокие потери и низкая степень утилизации газообразных фракций, необходимость высокого нагрева выходящего из реактора продукта, содержащего в том числе катализаторный раствор с целью отделения продуктового альдегида и непрореагировавшего олефина от катализатора, что приводит к разрушению катализатора и его потерям. Кроме того, рецикл смеси отводимых из реактора тяжелых фракций с катализатором без обработки синтез-газом и пополнения свежим катализаторным раствором, снижает его активность.The disadvantage of the installation is the low degree of separation of unreacted compounds in the evaporator and separators, high losses and a low degree of utilization of gaseous fractions, the need for high heating of the product exiting the reactor, including catalyst solution in order to separate the product aldehyde and unreacted olefin from the catalyst, which leads to the destruction of the catalyst and its losses. In addition, the recycling of the mixture of heavy fractions removed from the reactor with the catalyst without treatment with synthesis gas and replenishment with fresh catalyst solution reduces its activity.

Задачей настоящего изобретения является снижение потерь исходного сырья для синтеза альдегидов, повышение выхода целевого продукта, сокращение деструкции и других потерь катализатора в ходе технологического процесса.The objective of the present invention is to reduce losses of feedstock for the synthesis of aldehydes, increase the yield of the target product, reduce degradation and other losses of the catalyst during the process.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением, является повышение степени извлечения и повторного использования сырья, непрореагировавшего за один проход через реактор, повышение общей конверсии олефинов, снижение термической деструкции катализатора и потерь продуктовых альдегидов в процессе отделения последних от катализаторного раствора, снижение потерь катализатора в процессе рецикла катализаторного раствора.The technical result achieved by this invention is to increase the degree of extraction and reuse of raw materials that have not reacted in a single pass through the reactor, increase the overall conversion of olefins, reduce thermal degradation of the catalyst and losses of product aldehydes in the process of separation of the latter from the catalyst solution, decrease the loss of catalyst during recycling catalyst solution.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что установка снабжена газожидкостным сепаратором низкого давления с регулятором давления газа и десорбером, последовательно установленными между газожидкостным сепаратором высокого давления и аппаратом отделения продуктовых альдегидов от катализаторного раствора, выполненным в виде пленочного испарителя; установленными на выходе абгазов из сборника продуктового альдегида компрессором, холодильником-конденсатором и дополнительным сепаратором высокого давления, при этом выход для газа из основного сепаратора высокого давления сообщен с десорбером, выход для газа которого сообщен с линией рецикла газов, а выходы для газа сепаратора низкого давления и дополнительного сепаратора высокого давления сообщены с пленочным испарителем, вход которого и десорбер соединены с источником синтез-газа. Указанные отличительные признаки существенны.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the installation is equipped with a gas-liquid low-pressure separator with a gas pressure regulator and a stripper, sequentially installed between the gas-liquid high-pressure separator and the apparatus for separating food aldehydes from the catalyst solution, made in the form of a film evaporator; a compressor, a condenser cooler and an additional high-pressure separator installed at the outlet of the gases from the product aldehyde collector, while the gas outlet from the main high-pressure separator is in communication with a stripper, the gas outlet of which is in communication with the gas recycle line, and the outlets for the gas of the low-pressure separator and an additional high-pressure separator in communication with a film evaporator, the inlet of which and the stripper are connected to a source of synthesis gas. These distinguishing features are significant.

Выполнение аппарата отделения целевых продуктов от катализаторного раствора в виде испарителя пленочного типа с интенсивным потоком восходящего газа, источником которого является свежий синтез-газ, газообразные фракции, выделяемые при сепарации продуктов из газожидкостного выпуска реактора гидроформилирования, а также газы финишных процессов отделения альдегидов, принудительно циркулирующие через испаритель, обеспечивает эффективное испарение альдегидов из катализаторного раствора с большим содержанием тяжелых продуктов уплотнения в мягком температурном режиме, а последующее компремирование отходящих газов способствует улавливанию в дополнительном сепараторе высокого давления и возврату в процесс дополнительного количества альдегидов, не сконденсировавшихся при субатмосферном давлении. Это обеспечивает сохранность свойств катализатора, предотвращает его термическую деструкцию в процессе отделения продукта и утилизирует легкие продуктовые фракции, а также позволяет при сохранении производительности достигать более высокой концентрации тяжелых продуктов в катализаторном растворе на выходе испарителя, что сокращает поток отвода катализаторного раствора, необходимый для компенсации накопления тяжелых продуктов, и, следовательно, сокращает потери катализатора с этим потоком. Снабжение установки размещенными между сепаратором высокого давления и испарителем сепаратором низкого давления и десорбером обеспечивает плавность процесса снижения давления перед пленочным испарителем с одновременным более полным отделением газообразных фракций, направляемых на продувку испарителя для отделения продуктовых альдегидов, предварительно дегазированных в десорбере от растворенного олефина, направляемого на рецикл. Размещение после сборника низкого давления компрессора и холодильника позволяет выделить дополнительное количество альдегидов, отходящих с потоком газа, которые из дополнительного сепаратора высокого давления объединяются с основным продуктовым потоком из сборника низкого давления и направляются в отпарную колонну для окончательной дегазации перед фракционированием на ректификационной колонне. Это дает возможность сократить потери на стадии выделения, а отходящие из дополнительного сепаратора высокого давления самые легкие газы направить в испаритель для снижения расхода исходного синтез-газа на его продувку, смягчения температурного режима и увеличения эффективности отделения альдегидов от катализаторного раствора.The apparatus for separating the target products from the catalyst solution in the form of a film-type evaporator with an intense flow of upward gas, the source of which is fresh synthesis gas, gaseous fractions released during the separation of products from the gas-liquid outlet of the hydroformylation reactor, as well as the gases of the final processes of separation of aldehydes, forcibly circulating through an evaporator, ensures the efficient evaporation of aldehydes from a catalyst solution with a high content of heavy products mild temperature conditions, and subsequent compression of the exhaust gases contributes to the trapping in an additional high-pressure separator and the return to the process of an additional amount of aldehydes that did not condense at subatmospheric pressure. This ensures the preservation of the properties of the catalyst, prevents its thermal degradation during the separation of the product and utilizes light product fractions, and also allows maintaining a higher concentration of heavy products in the catalyst solution at the outlet of the evaporator while maintaining performance, which reduces the flow of catalyst solution removal necessary to compensate for accumulation heavy products, and therefore reduces catalyst loss with this stream. Providing the installation with a low-pressure separator and stripper located between the high-pressure separator and the evaporator ensures a smooth pressure reduction process in front of the film evaporator with a more complete separation of gaseous fractions sent to the evaporator purge to separate the product aldehydes previously degassed in the stripper from the dissolved olefin sent for recycling . The placement of a compressor and a refrigerator after the low-pressure collector makes it possible to isolate an additional amount of aldehydes leaving the gas stream, which are combined from the secondary high-pressure separator with the main product stream from the low-pressure collector and sent to the stripping column for final degassing before fractionation on the distillation column. This makes it possible to reduce losses at the separation stage, and the lightest gases leaving the additional high-pressure separator are sent to the evaporator to reduce the flow of the initial synthesis gas to purge it, soften the temperature regime and increase the efficiency of separation of aldehydes from the catalyst solution.

На чертеже представлена блок-схема установки для получения альдегидов.The drawing shows a block diagram of a plant for producing aldehydes.

Технологическая линия включает реактор гидроформилирования 1 с подключенными к нему параллельно через системы очистки 2 и 3 источники синтез-газа 4 и олефина 5. Выпуск из реактора 1, содержащий продукты реакции и растворенный катализатор, соединен через холодильник 6 с газожидкостным сепаратором высокого давления 7, сообщающимся через сепаратор низкого давления 8 с регулятором давления газа 9 и через десорбер 10 с пленочным испарителем 11, куб которого связан трубопроводом 12 рецикла катализаторного раствора с реактором 1. К трубопроводу 12 подключены узел сбора и регенерации отработанного катализаторного раствора 13 и узел подпитки реактора растворами свежих компонентов катализатора 14. Выход паров продуктов из испарителя 11 через холодильник-конденсатор 15 подключен к сборнику 16, газовая фаза которого присоединена через компрессор 17 и холодильник 18 к дополнительному сепаратору высокого давления 19, выпуск жидкости из которого после объединения с основным продуктовым потоком из сборника 16 подключен к отпарной колонне 20, соединенной далее с ректификационной колонной 21. Выход для газа 22 из дополнительного сепаратора высокого давления 19 направлен в пленочный испаритель 11, к которому также подключен выход газа сепартора низкого давления 8 и источник синтез-газа 4. Кроме того, выход газа из сепаратора высокого давления 7 и источник синтез-газа 4 соединены с десорбером 10, выход газа из которого подключен к линии рецикла газов 23 с компрессором 24.The processing line includes a hydroformylation reactor 1 with synthesis gas sources 4 and olefin 5 connected in parallel through the purification systems 2 and 3 to it. The outlet from the reactor 1 containing reaction products and dissolved catalyst is connected via a cooler 6 to a high-pressure gas-liquid separator 7 in communication through a low pressure separator 8 with a gas pressure regulator 9 and through a stripper 10 with a film evaporator 11, the cube of which is connected by a pipe 12 for recycling the catalyst solution to the reactor 1. To the pipe 12 the unit for collecting and regenerating spent catalyst solution 13 and the unit for feeding the reactor with solutions of fresh catalyst components 14 were discharged. The vapor of products from the evaporator 11 was connected through a refrigerator-condenser 15 to a collector 16, the gas phase of which was connected through an compressor 17 and a refrigerator 18 to an additional high-pressure separator 19, the discharge of liquid from which, after combining with the main product stream from the collector 16, is connected to a stripping column 20, further connected to a distillation column 21. The output for gas 22 from an additional high-pressure separator 19 is directed to a film evaporator 11, to which the gas outlet of the low-pressure separator 8 and the synthesis gas source 4 are also connected. In addition, the gas outlet from the high-pressure separator 7 and the synthesis gas source 4 are connected to the stripper 10, the gas outlet from which is connected to the gas recycle line 23 with a compressor 24.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Синтез-газ и жидкие олефины, в частности сжиженный пропилен, после прохождения очистки поступает в реактор гидроформилирования 1. Туда же насосом по трубопроводу 12 подается рециркулирующий из испарителя 11 катализаторный раствор, а также поток рецикла газов по трубопроводу 23. Реакция протекает под давлением 10-50 бар и температуре 70-130°C, конверсия пропилена за один проход около 75-95%.The synthesis gas and liquid olefins, in particular liquefied propylene, after purification enters the hydroformylation reactor 1. The catalyst solution recirculated from the evaporator 11 is also pumped through line 12 thereto, as well as the gas recycle stream through line 23. The reaction proceeds under pressure 10- 50 bar and a temperature of 70-130 ° C, the conversion of propylene in one pass is about 75-95%.

Газожидкостный выпуск реактора 1 после охлаждения в холодильнике 6 поступает в сепаратор 7, работающий под давлением, близким к давлению в реакторе. Непрореагировавшие газы (главным образом синтез-газ и балластный азот) отводятся сверху сепаратора 7, а жидкая фаза поступает в сепаратор низкого давления 8, давление в котором (1-18 бар) задано регулятором 9. Образовавшиеся в результате падения давления газы отводятся в испаритель 11, а жидкая фаза поступает в десорбер 10, где осуществляется десорбция растворенных углеводородов C₃ (пропилен, пропан) частью питающего синтез-газа и газом, отходящим сверху сепаратора 7. Газовый поток, содержащий десорбированный пропилен и пары альдегидов, подается в реактор 1 компрессором 24 по линии 23. Жидкая фаза из десорбера 10 дросселируется до субатмосферного давления и подается в пленочный испаритель 11 для отделения продуктовых альдегидов от катализатора.The gas-liquid outlet of the reactor 1 after cooling in the refrigerator 6 enters the separator 7, operating under pressure close to the pressure in the reactor. Unreacted gases (mainly synthesis gas and ballast nitrogen) are discharged from above the separator 7, and the liquid phase enters the low pressure separator 8, the pressure in which (1-18 bar) is set by regulator 9. The gases formed as a result of the pressure drop are discharged to the evaporator 11 and the liquid phase enters the stripper 10, where the dissolved C ₃ hydrocarbons (propylene, propane) are desorbed with a part of the feed synthesis gas and the gas leaving the top of the separator 7. A gas stream containing desorbed propylene and aldehyde vapors is supplied to the reactor 1 by compressor 24 via line 23. The liquid phase from stripper 10 is throttled to subatmospheric pressure and fed to a film evaporator 11 to separate the product aldehydes from the catalyst.

Для удаления инертных газов (азот, пропан) часть газовой фазы сверху сепаратора 7 может сбрасываться на свечу рассеивания. Другая часть, наряду со свежим синтез-газом, подается в десорбер 10 для извлечения растворенного пропилена и затем поступает в поток газового рецикла на линию 23. Аналогичным образом поток отходящих газов из сепаратора 8 поступает в рецикл или на продувку испарителя 11, а также частично на сброс для удаления инертных газов.To remove inert gases (nitrogen, propane), part of the gas phase on top of the separator 7 can be discharged to the scattering candle. The other part, along with fresh synthesis gas, is supplied to the stripper 10 to extract the dissolved propylene and then enters the gas recycle stream to line 23. In a similar way, the exhaust gas stream from separator 8 enters the recycle or purge of the evaporator 11, and also partially discharge to remove inert gases.

Отделение продуктовых альдегидов от катализаторного раствора осуществляется в испарителе 11 пленочного типа, работающем при субатмосферном давлении и температуре около 75°C. Для обеспечения эффективного испарения альдегидов при указанной температуре снизу испарителя подается интенсивный восходящий поток газа - свежего синтез-газа, а также газов из сепаратора 8 и, главным образом, из сборника высокого давления 19. Пары альдегидов после конденсации поступают в сборник 16 откуда направляются в отпарную колонну 20 для полного удаления растворенных газов. Поток отходящих газов из сборника 16, содержащий не сконденсировавшиеся в холодильнике-конденсаторе 15 пары альдегидов сжимается компрессором 17, охлаждается в холодильнике-конденсаторе 18 и поступает в сепаратор высокого давления 19. Дополнительно сконденсировавшиеся при повышении давления альдегиды объединяются с основным потоком из сборника 16 и направляются в отпарную колонну 20, а газовая фаза возвращается на продувку испарителя 11 (поток 22). Во избежание излишнего накопления пропана и непрореагировавшего пропилена в контуре устройств 11, 15, 16, 17, 18, 19, часть потока 22 может сбрасываться на свечу рассеяния.The separation of food aldehydes from the catalyst solution is carried out in a film-type evaporator 11 operating at subatmospheric pressure and a temperature of about 75 ° C. To ensure efficient evaporation of aldehydes at a specified temperature, an intensive upward flow of gas is supplied from the bottom of the evaporator - fresh synthesis gas, as well as gases from the separator 8 and, mainly, from the high-pressure collector 19. After condensation, the aldehyde vapor enters the collector 16 from where it is sent to the stripper column 20 for complete removal of dissolved gases. The stream of exhaust gases from the collector 16, containing the aldehyde vapor not condensed in the refrigerator condenser 15, is compressed by the compressor 17, cooled in the refrigerator condenser 18 and enters the high pressure separator 19. Additionally, the aldehydes condensed with increasing pressure are combined with the main stream from the collector 16 and sent in the stripping column 20, and the gas phase is returned to the purge of the evaporator 11 (stream 22). In order to avoid excessive accumulation of propane and unreacted propylene in the circuit of devices 11, 15, 16, 17, 18, 19, part of the stream 22 may be discharged to the scattering candle.

Отделение продуктовых альдегидов в испарителе 11 осуществляется с такой скоростью, чтобы объем жидкости в системе оставался постоянным. Отходящий снизу испарителя раствор катализатора в продуктовых альдегидах и продуктах их уплотнения (тяжелых продуктах) направляется обратно в реактор. Деструкция лигандной составляющей катализатора компенсируется подпиткой свежими лигандами, которые периодически или непрерывно вводятся с узла 14 подпитки свежим катализатором в линию 12. По мере эксплуатации катализаторного раствора в нем накапливаются тяжелые продукты. Для обеспечения температуры кипения в испарителе на умеренном уровне (например, 75-80°C в случае гидроформилирования пропилена) небольшая часть потока тяжелых продуктов и, соответственно, катализатора отводится в узел сбора и регенерации отработанного катализаторного раствора 13. Одновременно потери катализатора и лиганда компенсируются небольшими потоками свежих компонентов катализатора из узла 14.The separation of food aldehydes in the evaporator 11 is carried out at such a rate that the volume of liquid in the system remains constant. The catalyst solution leaving the bottom of the evaporator in the product aldehydes and their condensation products (heavy products) is sent back to the reactor. The degradation of the ligand component of the catalyst is compensated by replenishment with fresh ligands, which are periodically or continuously introduced from the recharge unit 14 with fresh catalyst into line 12. As the catalyst solution is used, heavy products accumulate in it. To ensure a boiling point in the evaporator at a moderate level (for example, 75-80 ° C in the case of propylene hydroformylation), a small part of the stream of heavy products and, accordingly, the catalyst is diverted to the collection and regeneration unit of spent catalyst solution 13. At the same time, the loss of catalyst and ligand are compensated by small streams of fresh catalyst components from site 14.

В ректификационной колонне 21 происходит разделение смеси на индивидуальные региоизомерные альдегиды, которые затем поступают в емкости временного хранения (не показано на схеме) для последующего использования в органическом синтезе. Незначительное количество продуктов уплотнения (куб), образовавшихся при перегонке, направляется на утилизацию.In the distillation column 21, the mixture is divided into individual regioisomeric aldehydes, which are then transferred to temporary storage tanks (not shown in the diagram) for subsequent use in organic synthesis. A small amount of seal products (cube) formed during distillation is sent for disposal.

Данная установка обеспечивает высокую степень утилизации сырья, не прореагировавшего за один проход через реактор, что в конечном итоге позволяет существенно повысить конверсию исходного материала и выход альдегидных продуктов без дополнительного увеличения расхода катализатора - повышения его концентрации и/или объема катализаторного раствора. Одновременно интенсивный поток газа через испаритель позволяет эффективно отделять альдегиды от катализаторного раствора в мягком температурном режиме даже при высокой концентрации тяжелых продуктов, что снижает термическую деструкцию катализатора, а высокая концентрация тяжелых продуктов на выходе испарителя позволяет минимизировать поток отвода катализаторного раствора с целью компенсации их накопления, что уменьшает потери родия и лиганда с указанным потоком.This installation provides a high degree of utilization of raw materials that have not reacted in one pass through the reactor, which ultimately allows you to significantly increase the conversion of the starting material and the yield of aldehyde products without further increasing the consumption of the catalyst - increasing its concentration and / or volume of the catalyst solution. At the same time, an intense gas flow through the evaporator allows efficient separation of aldehydes from the catalyst solution in mild temperature conditions even at high concentrations of heavy products, which reduces the thermal degradation of the catalyst, and a high concentration of heavy products at the outlet of the evaporator minimizes the flow of catalyst solution to compensate for their accumulation, which reduces the loss of rhodium and ligand with the specified stream.

Claims

Installation for producing aldehydes by hydroformylation of C3-C4 olefins using a rhodium-based catalytic system, including syngas and olefin sources connected in parallel to the reactor through purification devices, a high-pressure gas-liquid separator connected in series to the product outlet of the reactor, an apparatus for separating food aldehydes from catalyst solution, which is in communication with the reactor through the catalyst solution recycle pipeline, product aldehyde collection, rect an identification column connected to the catalyst recycle pipeline, the spent catalyst collection unit and the fresh catalyst feed unit, as well as a gas recycling line, characterized in that the installation is equipped with a low-pressure gas-liquid separator with a gas pressure regulator and a stripper installed in series between the high-pressure gas-liquid separator and apparatus for separating food aldehydes from a rhodium-containing catalyst solution, which is made in the form of a film evaporate installed on the exhaust gas outlet from the product aldehyde collector with a compressor, a condenser refrigerator and an additional high-pressure separator, while the gas outlet from the main high-pressure separator is connected to the stripper, the gas outlet of which is connected to the gas recycle line, and the exits for the gas of the separator low pressure and an additional high pressure separator are connected with a film evaporator, the inlet of which and the stripper are connected to a source of synthesis gas.