[發(fā)明專利]一種烯烴水合反應(yīng)器及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210427683.X
• 申請(qǐng)日: 2012-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103785330A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍穩(wěn)周;魏曉霞;田丹;劉野;李花伊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號(hào): B01J8/00
• 分類號(hào): B01J8/00;C07C35/06;C07C29/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種烯烴水合反應(yīng)器及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

環(huán)戊醇是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品中間體，主要用于制備溴代環(huán)戊烷、氯代環(huán)戊烷等，并可用于制造抗菌、抗過(guò)敏等藥品。環(huán)戊醇可以由己二酸經(jīng)高溫脫酸制得環(huán)戊酮，再通過(guò)加氫反應(yīng)后得到，但由于產(chǎn)生大量的污染物和受原料來(lái)源的制約，這種制備方法逐漸被淘汰。另外，以石油裂解制乙烯副產(chǎn)的C₅餾分中，經(jīng)過(guò)分離得到的環(huán)戊烯為原料，經(jīng)過(guò)水合反應(yīng)也可以生產(chǎn)環(huán)戊醇。水合方法主要有兩種工藝，一是間接水合工藝，二是直接水合工藝。雖然間接水合工藝具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好的優(yōu)勢(shì)，但是由于工藝過(guò)程中使用硫酸，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高，廢棄物難于處理，環(huán)境污染較為嚴(yán)重。而直接水合工藝不存在間接水合中的上述問(wèn)題，因此是環(huán)境友好的技術(shù)路線，近年來(lái)報(bào)道的文獻(xiàn)資料均采用這一工藝路線。如日本專利JP2003212803提出采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行環(huán)戊烯水合制備環(huán)戊醇的方法，該專利在環(huán)戊烯與水的投料摩爾比1.2～3.0的條件下，環(huán)戊烯單程轉(zhuǎn)化率為3.50%左右，選擇性98%左右。該方法的不足之處在于反應(yīng)轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低，原料環(huán)戊烯循環(huán)量大。中國(guó)專利CN1676504A提出了一種由環(huán)戊烯水合制備環(huán)戊醇的方法，該方法是以環(huán)戊烯、水、溶劑苯酚以及助催化劑三烷基胺所組成的物料連續(xù)通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為主催化劑的固定床反應(yīng)器，進(jìn)行水合反應(yīng)，體積空速為2～15h^-1，環(huán)戊烯與水的摩爾比0.8～5.0，原料中助催化劑濃度為0.01%～0.2%，反應(yīng)溫度130℃～180℃，反應(yīng)壓力1.0MPa～3.0MPa，在上述條件下，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為27%左右，環(huán)戊醇的選擇性99%左右。該方法雖然提高了環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率，但是在反應(yīng)系統(tǒng)中加入了C₂～C₅的三烷基胺，由于三烷基胺為堿性，中和了強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的磺酸基團(tuán)，使得強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的活性降低。系統(tǒng)中還加入了大量苯酚（苯酚與環(huán)戊烯的重量比為0.5~1），使得非反應(yīng)溶液在反應(yīng)體系中占有較大比例，工藝過(guò)程變得復(fù)雜，后續(xù)的分離難度加大，能耗相對(duì)較高。CN201010220960.0公開(kāi)了一種環(huán)戊烯水合制備環(huán)戊醇的方法，該方法包括：環(huán)戊烯與水連續(xù)通過(guò)靜態(tài)混合器充分混合后，然后進(jìn)入裝有強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑的反應(yīng)器進(jìn)行水合反應(yīng)，反應(yīng)后的物料進(jìn)入相分離器，進(jìn)行氣液分離，未反應(yīng)的氣相環(huán)戊烯返回到靜態(tài)混合器進(jìn)料，液相即為環(huán)戊醇和水，經(jīng)過(guò)產(chǎn)品分離后得到環(huán)戊醇。該方法需要靜態(tài)混合反應(yīng)器，無(wú)疑會(huì)增加投資，此外混合后的物料在輸送的過(guò)程中也會(huì)發(fā)生氣液分離，影響環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種烯烴水合反應(yīng)器，該反應(yīng)器適于連續(xù)生產(chǎn)環(huán)戊醇。在緩和的反應(yīng)條件下，達(dá)到了高的轉(zhuǎn)化率，解決了環(huán)戊烯與水互溶性差，反應(yīng)體系呈兩相，水合反應(yīng)只在界面進(jìn)行，反應(yīng)速率低的問(wèn)題。簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備投資。

一種烯烴水合反應(yīng)器，包括反應(yīng)器外殼、對(duì)稱安裝在反應(yīng)器殼體內(nèi)左右兩側(cè)中部的導(dǎo)流筒、導(dǎo)流管內(nèi)穿過(guò)反應(yīng)器外殼的進(jìn)料管及導(dǎo)流筒與反應(yīng)器外殼之間安裝的篩板，導(dǎo)流筒出口之間形成流體撞擊區(qū)域，導(dǎo)流筒、篩板、反應(yīng)器外殼之間構(gòu)成反應(yīng)區(qū)，每個(gè)反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)器外殼上至少設(shè)置一個(gè)物料出口。本發(fā)明中所述的反應(yīng)器殼體為圓筒形、管形或方形。

一種烯烴水合反應(yīng)器的應(yīng)用，以強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為催化劑，以環(huán)戊烯和水為原料，環(huán)戊烯和水在中間罐內(nèi)進(jìn)行混合后通過(guò)液體輸送設(shè)備經(jīng)導(dǎo)流管內(nèi)穿過(guò)反應(yīng)器外殼的進(jìn)料管進(jìn)入反應(yīng)器，在撞擊區(qū)域進(jìn)行碰撞后進(jìn)入裝填有強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行水合反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的液壓高于設(shè)定的反應(yīng)壓力時(shí)，水合產(chǎn)物從反應(yīng)器的物料出口流出。

本發(fā)明烯烴水合反應(yīng)器的應(yīng)用中，從反應(yīng)器流出的部分水合產(chǎn)物可以經(jīng)中間罐重新循環(huán)回水合反應(yīng)器。循環(huán)物料量為進(jìn)料量的5%～500%（質(zhì)量計(jì)），優(yōu)選10%～300%，最優(yōu)選50%～200%。