[發(fā)明專利]一種丙烯制丁醛的氣-液雙循環(huán)氫甲酰化反應(yīng)系統(tǒng)及反應(yīng)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110400074.0
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103130623A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晏雨夏;鄧勇;羅永紅;張祥德;羅茂章;魯雨;郭浩然;包天舒;陳和;袁浩;朱麗琴;解娜;馮靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工集團(tuán)公司;北京東方石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C07C47/02
• 分類號: C07C47/02;C07C45/50
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種丙烯制丁醛的氣-液雙循環(huán)氫甲酰化反應(yīng)系統(tǒng)及反應(yīng)方法。

背景技術(shù)

丙烯的氫甲酰化反應(yīng)具有重要的商業(yè)意義。利用這一反應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品及衍生產(chǎn)品每年達(dá)數(shù)百萬噸。因此其生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)受到重視。

工業(yè)上，由丙烯制丁醛的主流技術(shù)是采用銠-膦催化劑的所謂“均相催化”技術(shù)，又稱為低壓羰基合成技術(shù)。這類技術(shù)的主要特征是催化劑被溶解在溶劑中，使丙烯及合成氣(H2/CO)連續(xù)地與催化劑溶液相接觸而發(fā)生反應(yīng)，再設(shè)法讓反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑溶液相分離而得到丁醛產(chǎn)品。

已有許多公知技術(shù)涉及丙烯氫甲酰化反應(yīng)的工藝過程。例如在美國專利US4247486中公開的所謂“氣相循環(huán)”工藝，其特征是采用大量的循環(huán)氣體將反應(yīng)產(chǎn)物以氣體狀態(tài)移出，而讓催化劑溶液留在反應(yīng)器中。

再如美國專利US4148830中公開的所謂“液相循環(huán)”工藝，其特征是將反應(yīng)產(chǎn)物連同催化劑溶液一起移出，再用蒸發(fā)或蒸餾手段使反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑溶液相分離，最后將催化劑溶液循環(huán)回氫甲酰化反應(yīng)區(qū)繼續(xù)使用。

已有許多文獻(xiàn)對現(xiàn)有技術(shù)中的各種技術(shù)方案進(jìn)行了很好的總結(jié)和評述。有代表性的文獻(xiàn)是由P.W.N.M.Van?Leeuwen和C.Claver共同主編的《RhodiumCatalyzed?Hydroformylation》一書。

在丙烯的氫甲酰化過程中，提高反應(yīng)器的效率和原料的利用效率是需要特別關(guān)注的問題。根據(jù)反應(yīng)的動力學(xué)特征，提高反應(yīng)過程中的丙烯壓力可使反應(yīng)速度增加從而提高反應(yīng)器效率，但過量的丙烯需要循環(huán)利用才能保證原料的利用效率。

在中國專利CN95121416中公開了一種丙烯制丁醛的“氣-液雙循環(huán)”工藝，其特征是在反應(yīng)區(qū)維持較高的丙烯分壓以使反應(yīng)器效率得到保證。另一方面，讓反應(yīng)器氣相中的丙烯經(jīng)外部的增壓設(shè)備進(jìn)行再循環(huán)，同時讓反應(yīng)器液相中的丙烯經(jīng)升溫和氣提也進(jìn)行再循環(huán)，從而使丙烯的利用率得到提高。最后讓氣提后的反應(yīng)粗產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品與催化劑溶液的分離，使催化劑循環(huán)回反應(yīng)區(qū)，如此實(shí)現(xiàn)一個連續(xù)化的工藝。

在丙烯的連續(xù)氫甲酰化過程中還有一個需要關(guān)注的問題是惰性氣體的排放。所述惰性氣體一般包括甲烷，氮?dú)猓珻O2和丙烷等。這些成分有的是原料一起引入系統(tǒng)，如合成氣中常帶有少量甲烷，CO2，氮?dú)獾取Ｓ行┏煞謩t主要是由副反應(yīng)所產(chǎn)生的，如丙烯的加氫反應(yīng)可以生成丙烷。在一個連續(xù)化的過程中，這些惰性成分必須從系統(tǒng)中排放出去才能使裝置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)化運(yùn)行。

在前述“氣-液雙循環(huán)”工藝中存在一個明顯的問題，即為提高反應(yīng)器效率需保持反應(yīng)氣相中較高的丙烯分壓，但為了排放系統(tǒng)中的惰性成分會連同丙烯一起排放。這將造成丙烯的損失使生產(chǎn)成本增加。尤其對于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)而言，被如此排放的丙烯量將是相當(dāng)可觀的。

為解決排放氣流中攜帶丙烯的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中可以找到一些解決方案，例如在美國專利US4210426和中國專利CN90106680及CN91110549中所公開的采用吸收法回收丙烯的方法。但這些方法的缺點(diǎn)是在吸收丙烯的同時會將丙烷一同吸收，而若再進(jìn)行丙烷和丙烯的分離則將使方法變得復(fù)雜。

再如，在英國專利GB1387657和中國專利CN86101063中提出設(shè)立第二反應(yīng)區(qū)的方案，但前者是針對氣相循環(huán)工藝的方案，而后者則強(qiáng)調(diào)使用兩個各自獨(dú)立催化劑循環(huán)系統(tǒng)，這將使流程變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中氣液雙循環(huán)系統(tǒng)中存在的丙烯損失較大的問題，本發(fā)明提供了一種丙烯制丁醛的氣-液雙循環(huán)氫甲酰化反應(yīng)系統(tǒng)及反應(yīng)方法。可以有效解決排放氣流中攜帶丙烯的問題，使過程效率得到提高。

本發(fā)明的目的之一是提供一種丙烯制丁醛的氣-液雙循環(huán)氫甲酰化反應(yīng)系統(tǒng)。

包括第一反應(yīng)釜和氣提塔，所述反應(yīng)系統(tǒng)還包括第二反應(yīng)釜，第二反應(yīng)釜設(shè)置于第一反應(yīng)釜和氣提塔之間；所述第二反應(yīng)釜為連續(xù)流動攪拌釜。

本發(fā)明的目的之二是提供一種丙烯制丁醛的氣-液雙循環(huán)氫甲酰化反應(yīng)方法。

現(xiàn)有技術(shù)中的方法包含以下步驟：

(1)原料丙烯和來自氣提塔的合成氣以及催化劑溶液一起進(jìn)入第一反應(yīng)釜，進(jìn)行氫甲酰化反應(yīng)生成丁醛；

(2)反應(yīng)后的氣相物流經(jīng)冷凝壓縮后循環(huán)回反應(yīng)器；部分氣體排放；

(3)反應(yīng)后的液相物流進(jìn)入氣提塔與合成氣原料逆向接觸，合成氣將液相物流中溶解的未反應(yīng)原料帶出一并進(jìn)入第一反應(yīng)釜，經(jīng)氣提后的液相物流作為反應(yīng)粗產(chǎn)物送入后續(xù)處理系統(tǒng)；

本發(fā)明的特點(diǎn)在于：將第一反應(yīng)釜?dú)庀嘀械牟糠趾斜┑难h(huán)氣流引入第二反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)。