[發(fā)明專利]一種利用二氧化碳生產(chǎn)正丙醛的裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710364972.2
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107141205A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 江南;徐龍伢;孫海兵;林毓勇;朱向?qū)W;肖鐿;王濤;陳福存;黃敏;江起培;嚴正芳;李剛;王濤;王翔;李旭東
• 申請（專利權）人: 南京百潤化工有限公司
• 主分類號: C07C45/50
• 分類號: C07C45/50;C07C47/02
• 代理公司: 南京申云知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 王云

技術領域

本發(fā)明涉及一種二氧化碳減排領域，尤其涉及一種利用二氧化碳生產(chǎn)正丙醛的裝置和方法。

背景技術

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源消費不斷劇增，二氧化碳(以下簡稱CO₂)的排放量(以碳計)由工業(yè)革命1860年前的0.4億噸發(fā)展到1996年的60.4億噸。到2100年，全球CO₂總排放量預計將增加到360億噸。世界各國己注意到非持續(xù)性能源生產(chǎn)與發(fā)展模式使全球環(huán)境所面臨的危機。1997年12月制定的《京都議定書》，要求一些工業(yè)化國家在2008-2012年，將溫室氣體的排放量在1990年水平基礎上平均減少5.2％。這些表明：最主要的溫室氣體CO₂隨著工業(yè)的發(fā)展而日益增多，加劇了人類生存環(huán)境的惡化；逐步削減溫室氣體的排放已經(jīng)成為大多數(shù)科學家及政府機構(gòu)的共識。因而，從能源、碳資源以及減輕CO₂對環(huán)境污染等諸方面考慮，控制CO₂的排放及加強CO₂的開發(fā)利用都是一項具有重大戰(zhàn)略意義的課題。

CO₂既是最主要的溫室氣體，同時也是地球上分布最廣、儲量最豐富的碳一資源。據(jù)統(tǒng)計以CO₂和碳酸鹽形式存在的碳儲量大約有1016噸，是已探明的煤和石油含碳量的1000倍。在油田氣、合成氨、煉鐵、水泥、發(fā)酵、火力發(fā)電站和制氫裝置的副產(chǎn)氣中也含有大量的CO₂。CO₂作為一種用途廣泛的化工產(chǎn)品，可直接應用于飲料添加劑、超臨界萃取劑、果蔬保鮮劑、低溫制冷劑、油田助采劑、焊接保護氣、抑爆充加劑、植物氣肥、煙絲膨脹劑、樹脂發(fā)泡劑等用途。另外，CO₂作為重要的化工原料，通過化學加工可將CO₂轉(zhuǎn)化為具有較高經(jīng)濟價值的產(chǎn)品：如微細硅膠(白炭黑)、硼酸鈉(硼砂)、輕質(zhì)氧化鎂、碳酸丙烯酯、鄰羥基苯甲酸(水楊酸)、雙氰胺(氰基肌)。

以CO₂為原料進行綜合利用，一方面可以提供重要的工業(yè)原料乙烯，同時又可消除導致溫室效應的CO₂，是一個有工業(yè)應用前景的催化反應。計算分析證明CO₂氧化乙烷脫氫制乙烯反應在熱力學上是很有利的。這就為研究CO₂氧化乙烷脫氫制乙烯提供了理論依據(jù)。1987年，Gnziev提出CO₂的存在可以促進乙烷氧化脫氫制乙烯反應以后，國內(nèi)外對CO₂氧化乙烷脫氫制乙烯反應的基礎研究工作即開展起來。

以CO₂為原料進行綜合利用的新工藝具有反應溫度較低、能耗低、乙烯選擇性高等優(yōu)點。并可以充分應用天然氣、油田氣等非石油資源，已在國內(nèi)外學術界、工業(yè)界引起廣泛關注。CO₂利用方法是一個具有環(huán)境和資源雙重效益的綠色過程，對其進行研究具有重要的科學意義與工業(yè)應用價值。目前CO₂用于化學品的合成，已工業(yè)化的主要包括：1、尿素2、水楊酸3、環(huán)狀碳酸酯4、聚碳酸酯5、甲醇。工業(yè)消耗的CO₂中，90％都是用于尿素的生產(chǎn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一，所以二氧化碳的利用和化學轉(zhuǎn)化還需要進一步開發(fā)。國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)利用CO₂和乙烷進行規(guī)模化生產(chǎn)的裝置和方法。

正丙醛是一種重要的化工產(chǎn)品和化工原料，主要用于生產(chǎn)丙酸、丙醇、三羥甲基乙烷以及丙酮肟等化工中間體，在橡膠、油漆、塑料、醫(yī)藥、香料等行業(yè)具有廣泛的用途。目前工業(yè)生產(chǎn)方法主要有羰基合成法、丙醇氧化法、環(huán)氧丙烷異構(gòu)化法、丙烯醛加氫法和副產(chǎn)法。

其中羰基合成法是目前生產(chǎn)的主要方法，羰基合成法又名乙烯氫甲酰化法，是以乙烯、一氧化碳、氫氣為原料，在催化劑的作用下生成丙醛的方法，該方法的主要特點是產(chǎn)品純度高，無異構(gòu)體產(chǎn)生，分離簡便，是生產(chǎn)丙醛的主要方法和發(fā)展方向。

而上述二氧化碳氧化乙烷脫氫制乙烯反應的產(chǎn)物即包含了所有的羰基合成法的原料，若能將其合理的循環(huán)利用起來用以制備正丙醛的工業(yè)化生產(chǎn)，將會是一項環(huán)保節(jié)能和降低企業(yè)原料成本的重大舉措。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術中所存在的問題，本發(fā)明提出了一種環(huán)境友好、多種物料資源與能量循環(huán)利用，降低污染物的排放，環(huán)保高效，豐富企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的利用二氧化碳生產(chǎn)正丙醛的裝置和方法。