通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法

2023-06-16 16:41:26 1

通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法
【專利摘要】本發明提供一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法，該方法在進行催化劑的在線再生的同時可連續製備甲縮醛。所述甲縮醛的製備的過程中使用了具有多個催化劑填料段的反應精餾塔；所述催化劑的在線再生包括依次進行的以下四個步驟：對需要進行催化劑再生的催化劑填料段與製備甲縮醛的流體進行隔離、對所述需要進行催化劑再生的催化劑填料段內的催化劑進行再生處理、對完成催化劑再生的催化劑填料段進行衝洗和對所述完成催化劑再生的催化劑填料段進行恢復投用。使用本發明提供的方法，可提高甲縮醛的生產效率，減少因停車再生催化劑而帶來的原料浪費和環境汙染，節約人力和成本。
【專利說明】通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及甲縮醛的製備，具體而言，涉及一種通過催化劑的在線再生實現連續 製備甲縮醛的方法。

【背景技術】
[0002] 在製備甲縮醛的過程中，反應液中的雜質離子會使催化劑失活，現有技術中，製備 甲縮醛的方法中使用的裝置具有中部設置有催化劑填料的反應蒸餾塔，因為反應蒸餾塔內 的催化劑填料為一整體不分段，不能分開使用，或者即使分段也不能相互分隔，所以當催化 劑失活時，需要在停車狀態下用催化劑處理劑對所有的催化劑進行再生處理，完成催化劑 的再生處理後需重新啟動製備甲縮醛的程序。
[0003] 運用上述現有技術中的方法製備甲縮醛，當催化劑需要進行再生處理時要對製備 甲縮醛的整個系統進行停車、再生和再次啟動。因為每次停車和再次啟動裝置都會造成停 產和環境汙染，因此存在生產效率低，成本高，環境汙染等問題。
[0004] 因此，需要對現有的製備甲縮醛的方法進行改造，使得其能夠解決上述問題。


【發明內容】

[0005] 本申請的目的在於提供一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法， 以解決上述的問題。
[0006] 本申請提供一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法，該方法在進 行甲縮醛製備的同時進行催化劑的在線再生處理；所述甲縮醛的製備的過程中使用了具有 多個催化劑填料段3的反應精餾塔1 ;所述催化劑的在線再生處理包括依次進行的以下四 個步驟：(a)對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段與製備甲縮醛的流體進行隔離； (b)對所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段內的催化劑進行再生處理；（C)對完 成催化劑再生處理的催化劑填料段進行衝洗；（d)對所述完成催化劑再生處理的催化劑填 料段進行恢復投用。
[0007] 可選的，所述甲縮醛的製備包括以下步驟：
[0008] (e)原料反應液經預反應後進入反應精餾塔1中的多個催化劑填料段3進行催化 反應，完成催化反應後進入到反應精餾塔的底部液體段4 ;
[0009] (f)底部液體段4的反應液由所述反應精餾塔1進入到再沸器10,加熱氣化後再 次進入所述反應精餾塔1內的多個催化劑填料段3進行催化反應，完成催化反應後進入到 反應精餾塔的頂部氣體段2 ;
[0010] (g)頂部氣體段2的氣體由所述反應精餾塔1進入到冷凝器8,冷凝液化後進入冷 凝液儲槽9 ;
[0011] (h)冷凝液由所述冷凝液儲槽9回到原料進料管路70與原料反應液混合後再次進 入所述反應精餾塔1內的多個催化劑填料段3進行催化反應；
[0012] ⑴反覆循環步驟（e)-(h)，依據反應進行的情況，從冷凝液回料出口 91採出含有 產物甲縮醛的物料。
[0013] 可選的，所述的反應精餾塔1內的所述多個催化劑填料段3包括2-10段催化劑填 料段，沿所述反應精餾塔1的縱向方向由上至下依次設置。
[0014] 根據本申請提供的方法，步驟（a)包括液體隔離和氣體隔離，且所述液體隔離和 所述氣體隔離同時進行；所述液體隔離和所述氣體隔離是通過緩緩地關閉需要進行催化劑 再生處理的催化劑填料段對應的原料出料分支口、反應料回料分支口、氣體進料分支口和 氣體出料分支口上的閥門或閥組實現的。
[0015] 所述液體隔離完成後原料反應液從除了所述需要進行催化劑再生處理的催化劑 填料段其他的至少一個催化劑填料段進料，優選從最上層或第二層的催化劑填料段進料； 所述氣體隔離完成後氣體進入除了所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段以外上 面的一個催化劑填料段進行催化反應，優選進入上面相鄰的一個催化劑填料段進行催化反 應，或者進入頂部氣體段直至進入冷凝器。
[0016] 步驟（b)包括以下步驟：催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽經催化劑處理劑進料 管路到達所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段對催化劑進行再生處理，完成再生 處理後的催化劑處理劑經催化劑處理劑回收管路進入到催化劑處理劑回收儲槽中進行回 收。
[0017] 步驟（C)包括依次進行的以下步驟：
[0018] (P)關閉所述催化劑處理劑儲槽和催化劑處理劑回收儲槽的閥門同時打開衝洗劑 儲槽和廢液槽的閥門；
[0019] (q)衝洗劑從所述衝洗劑儲槽經所述催化劑處理劑進料管路到達所述完成催化劑 再生處理的催化劑填料段進行衝洗，完成衝洗後的廢液經所述催化劑處理劑回收管路進入 廢液槽。
[0020] 步驟（d)包括依次進行的以下步驟：
[0021] (r)停止對完成催化劑再生處理後的衝洗；
[0022] (S)使完成催化劑再生處理的催化劑填料段恢復投用。
[0023] 優選的，所述步驟（r)是通過關閉衝洗劑儲槽的閥門並同時緩緩地關閉所述完成 催化劑再生處理的催化劑填料段對應的催化劑處理劑出料分支口、液體進料口的分支入口 和液體出料口的分支出口上的閥門或閥組實現的。
[0024] 優選的，所述步驟（S)是通過緩緩地打開所述完成催化劑再生處理的催化劑填料 段對應的原料出料分支口、反應料回料分支口、氣體進料分支口和氣體出料分支口上的閥 門或閥組實現的。
[0025] 使用本申請提供的一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法，能夠 帶來以下有益效果：對催化劑進行在線再生處理時不需要對整個裝置進行停產，可以長時 間地進行連續生產，減少因停車更換催化劑而帶來的原料浪費和環境汙染，節約人力和成 本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（氣體分布 器、液體分布器未示出）；
[0027] 圖2為圖1所示的反應精饋塔的示意圖（與圖1示出標號不同）；
[0028] 圖3為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（示出氣體分 布器、液體分布器）；
[0029] 圖4為本申請實施例提供的一種氣體分布器的剖面圖；
[0030] 圖5為本申請實施例提供的一種氣體分布器俯視圖的示意圖(未示出擋液部件）；
[0031] 圖6為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（示出原料進 料管路、催化劑處理劑進料管路、氣體回料出料管路和催化劑處理劑回收管路）；
[0032] 圖7為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（不需要處理催 化劑時運行流程）；
[0033] 圖8為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第一段催 化劑填料段時運行流程）；
[0034] 圖9為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第二段催 化劑填料段時運行流程）；
[0035] 圖10為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第三段 催化劑填料段時運行流程）；
[0036] 圖11為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的示意圖；
[0037] 圖12為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的示意圖(示出反應緩衝罐)。

【具體實施方式】
[0038] 下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用於解釋本申請，而非對本申請的限定。
[0039] 圖1為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（氣體分布 器、液體分布器未不出）。
[0040] 如圖1所示的反應精餾塔，包括內部空間獨立的頂部氣體段2、中部的多個催化劑 填料段3和底部液體段4 ;頂部氣體段2設置有頂部氣體出口 21和頂部氣體回料口 22,底 部液體段4設置有液體入口 41、底部液體出口 42和底部氣體出口 43 ;多個催化劑填料段3 由3個催化劑填料段31、32、33組成，催化劑填料段31、32、33沿所述反應精餾塔縱向方向 串聯設置；這3個催化劑填料段31、32、33相互獨立且均由進液出氣部分311、321、331、催 化劑填料層部分312、322、332、進氣出液部分313、323、333組成，催化劑填料層部分312、 322、 332設置有催化劑並且位於所述進液出氣部分311、321、331和進氣出液部分之間313、 323、 333。
[0041] 填料段的個數可以變化。在一個可替換的實施方式中，中部的多個催化劑填料段 3可以相互獨立的包括2、3、4、5、6、7、8、9、或10段催化劑填料段，並沿所述反應精餾塔1的 縱向方向由上至下依次設置，本申請中，各填料段可以相互流體隔離，即某一段的填料段可 以與相鄰的填料段進行氣體和液體隔離。隔離後的填料段可以在其他段正常工作的情況下 進行催化劑在線再生。
[0042] 圖2為圖1所示的反應精饋塔的示意圖（與圖1示出標號不同）。如圖1-2所示的 反應精餾塔，其中，進液出氣部分311、321、331設置有液體進料口 3111、3211、3311和氣體 出料口 3112、3212、3312，進氣出液部分313、323、333設置有氣體回料口3131、3231、3331和 液體出料口 3132、3232、3332。
[0043] 圖1和圖2示出的反應精餾塔為相同的反應精餾塔，僅因為需要的標號過多，放在 同一張附圖上時，會造成附圖標號擁擠，閱讀複雜混亂，故分為兩張附圖示出。
[0044] 圖3為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（示出氣體分 布器、液體分布器)。
[0045] 如圖3所示的反應精饋塔(部分標號參考圖1-2)，進液出氣部分311內設置有液體 分布器3113,液體分布器3113與液體進料口 3111連接；進液出氣部分321內設置有液體 分布器3213,液體分布器3213與液體進料口 3211連接；進液出氣部分331內設置有液體 分布器3313,液體分布器3313與液體進料口 3311連接。進氣出液部分313內設置有氣體 分布器3133,氣體分布器3133與氣體回料口 3131連接；進氣出液部分323內設置有氣體 分布器3233,氣體分布器3233與氣體回料口 3231連接；進氣出液部分333內設置有氣體 分布器3333,氣體分布器3333與氣體回料口 3331連接。
[0046] 圖4為本申請實施例提供的一種氣體分布器的剖面圖。如圖4所示的氣體分布器， 其上設置有物料出口 5,該物料出口高於氣體分布器的底部輸氣通道，物料出口 5上設置有 擋液部件6。
[0047] 圖5為本申請實施例提供的一種氣體分布器俯視圖的示意圖（未示出擋液部件)。 如圖5所示的氣體分布器，總體上呈圓形，物料出口 5均勻的分布在氣體分布器上，圖5未 示出擋液部件。
[0048] 氣體從氣體分布器的輸氣管道輸送至物料出口 5,由於物料出口 5的均勻分布，可 以使得氣體快速均勻的在進氣出液部分313、323、333分布，有利於反應氣體與催化劑充分 接觸，均勻反應。
[0049] 液體分布器上也均勻設置有液體物料出口，用於將反應液均勻的噴淋至催化劑填 料層。
[0050] 從液體分布器噴淋出的反應液經過催化劑填料層反應後，進入進氣出液部分313、 323、333,此時設置在物料出口 5上的擋液部件阻止反應液進入氣體分布器及其管路，以免 發生液體在氣體回料出料管路72內倒流。
[0051] 氣體分布器的直徑比反應精餾塔的直徑略小，當從催化劑填料層流下來的液體落 在氣體分布器上時後，液體沿著氣體分布器與塔體的縫隙流入下方，並經液體出料口 3132、 3232、3332輸出。為了保證反應精餾塔的正常運轉，可以在與進氣出液部分313、323、333對 應的位置設置液位控制器，以控制該部分的液位。
[0052] 液體分布器3113、3213、3313和氣體分布器3133、3233、3333的形式可以是多種多 樣的，並不局限於本申請實施例所提供的方案，本領域內技術人員認為能夠實現氣體、液體 均勻分布的部件，均可用於替代本申請所述的液體分布器和氣體分布器。
[0053] 圖6為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的反應精餾塔的示意圖（示出原料進 料管路、催化劑處理劑進料管路、氣體回料出料管路和催化劑處理劑回收管路)。圖6所示的 反應精餾塔，還設置有原料進料管路70、催化劑處理劑進料管路71、氣體回料出料管路72 和催化劑處理劑回收管路73。以下為具體連接方式(部分標號參照圖2和圖11):
[0054] 原料進料管路70設置有3個原料出料分支口 701、702、703和3個反應料回料分支 口 704、705、706，原料出料分支口701、702、703與液體進料口3111、3211、3311對應連接，即 701與3111連接、702與3211連接、703與3311連接；反應料回料分支口 704、705、706與 液體出料口 3132、3232、3332對應連接，即704與3132連接、705與3232連接、706與3332 連接。
[0055] 催化劑處理劑進料管路71設置有3個催化劑處理劑出料分支口 711、712、713,催 化劑處理劑出料分支口 711、712、713與液體進料口的分支入口 707、708、709對應連接，即 711與707連接、712與708連接、713與709連接。
[0056] 氣體回料出料管路72設置有3個氣體進料分支口 721、722、723和3個氣體出料分 支口 724、725、726，氣體進料分支口721、722、723與氣體回料口3131、3231、3331對應連接， 即721與3131連接、722與3231連接、723與3331連接；氣體出料分支口 724、725、726與 氣體出料口 3112、3212、3312對應連接，即724與3112連接、725與3212連接、726與3312 連接。
[0057] 催化劑處理劑回收管路73設置有3個回收分支口 731、732、733，回收分支口731、 732、733與液體出料口的分支出口 7100、7101、7102對應連接，即731與7100連接、732與 7101連接、733與7102連接。（標號參見圖11)
[0058] 原料出料分支口 701、702、703、反應料回料分支口 704、705、706、催化劑處理劑 出料分支口 711、712、713、液體進料口的分支入口 707、708、709、液體出料口的分支出口 7100、7101、7102、氣體進料分支口721、722、723和氣體出料分支口 724、725、726均設置有 三通閥或閥組。通過控制三通閥或者閥組，可以控制液體或氣體輸送的方向，以達到分段輸 送物料，在線不停車處理失活催化劑的目的。
[0059] 圖7為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（不需要處理催 化劑時運行流程)。如圖7所示的製備甲縮醛的裝置，頂部氣體出口 21與一冷凝器8連接， 冷凝器8的出口與一冷凝液儲槽9連接，冷凝液儲槽9設置有產品出口 91和冷凝液回料出 口 92,冷凝液回料出口 92與原料進料管路70連接，連接在第一個原料出料分支口 701之前 的管路上；液體入口 41與最後一個反應料回料分支口 706連接；底部液體出口 42與一再沸 器10連接，再沸器10的出口與第一個氣體進料分支口 721連接；底部氣體出口 43連接在 再沸器10的出口和第一個氣體進料分支口 721之間的管路44上。
[0060] 圖7示出的是在不需要進行失活催化劑處理再生的情況下，裝置的運行方式，具 體如下：
[0061] 原料甲醇和甲醛在原料進料管路70輸送下，經原料出料分支口 701、液體進料口 3111後，在液體分布器3113的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分312,在催化劑填 料層部分312進行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3132、反應料回料分支口 704、 原料出料分支口 702、液體進料口 3211進入液體分布器3213均勻噴淋至催化劑填料層部 分322,在催化劑填料層部分322進行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3232、反應 料回料分支口 705、原料出料分支口 703、液體進料口 3311進入液體分布器3313均勻噴淋 至催化劑填料層部分332,在催化劑填料層部分332進行反應後進入進氣出液部分，經液體 出料口 3332、反應料回料分支口 706、液體入口 41進入底部液體段4。
[0062] 反應液經底部液體出口 42進入到再沸器10,反應液在再沸器10中加熱氣化後輸 出至氣體回料出料管路72,氣體經氣體回料口 3331進入氣體分布器3333,在氣體分布器 3333的作用下，經催化劑填料層部分332進行反應後，經氣體出料口 3312、氣體出料分支口 724、氣體進料分支口 722、氣體回料口 3231進入氣體分布器3233,在氣體分布器3233的作 用下，經催化劑填料層部分322進行反應後，經氣體出料口 3212、氣體出料分支口 725、氣體 進料分支口 723、氣體回料口 3131進入氣體分布器3133,在氣體分布器3133的作用下，經 催化劑填料層部分312進行反應後，經氣體出料口 3112、氣體出料分支口 726、頂部氣體回 料口 22進入頂部氣體段。
[0063] 氣體經頂部氣體出口 21進入冷凝器8,氣體在冷凝器8冷凝後，冷凝液進入冷凝液 儲槽9,然後經冷凝液回料出口 92回到原料進料管路70的原料出料分支口 701之前的管路 上。
[0064] 冷凝液伴隨原料混合液重新進入反應精餾塔進行循環反應。反應一段時間後，產 品從產品出口 91輸出。
[0065] 本申請提供了一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法，該方法在 進行甲縮醛製備的同時進行催化劑的在線再生處理；甲縮醛的製備的過程中使用了具有多 個催化劑填料段3的反應精餾塔1 ;催化劑的在線再生處理包括依次進行的以下四個步驟： (a)對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段與製備甲縮醛的流體進行隔離；(b)對所 述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段內的催化劑進行再生處理；（c)對完成催化劑 再生處理的催化劑填料段進行衝洗；（d)對所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段進行 恢復投用。
[0066] 其中甲縮醛的製備與現有技術基本相似，只是本申請中使用的反應精餾塔1包括 多個可隔離的催化劑填料段3。製備甲縮醛的操作可以參照現有技術的工藝和條件。
[0067] 步驟（a)包括液體隔離和氣體隔離，且所述液體隔離和所述氣體隔離同時進行； 所述液體隔離和所述氣體隔離是通過緩緩地關閉需要進行催化劑再生處理的催化劑填料 段對應的原料出料分支口、反應料回料分支口、氣體進料分支口和氣體出料分支口上的閥 門或閥組實現的。
[0068] 本說明書中凡涉及關閉或打開分支口上的閥門或閥組的都是指通過分支口上的 三通閥或閥組的操作進行的，有時關閉或打開閥門是通過閥門切換從而改變製備甲縮醛流 體的流向。例如，關閉原料出料分支口 701上的閥門，將原料進料管路70連通液體進料口 3111的方向切換至原料進料管路70連通液體進料口 3211的方向從而使製備甲縮醛的流體 避開催化劑填料段31流向其他催化劑填料段。
[0069] 液體隔離完成後原料反應液從除了所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料 段以外的其他的至少一個催化劑填料段進料，優選從最上層或第二層的催化劑填料段進 料；所述氣體隔離完成後氣體進入除了所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段以外 上面的一個催化劑填料段進行催化反應，優選進入上面相鄰的一個催化劑填料段進行催化 反應，或者進入頂部氣體段2直至進入冷凝器8。隔離的過程需要注意保持操作的平穩。如 果波動過大，可以暫時關閉產品出口，待反應達到平穩後再輸出產品。
[0070] 步驟（b)包括以下步驟：催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽16經催化劑處理劑進 料管路71到達所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段對催化劑進行再生處理，完 成再生處理後的催化劑處理劑經催化劑處理劑回收管路73進入到催化劑處理劑回收儲槽 17中進行回收。
[0071] 步驟（C)包括依次進行的以下步驟：(P)關閉催化劑處理劑儲槽16和催化劑處理 劑回收儲槽17的閥門同時打開衝洗劑儲槽19和廢液槽20的閥門；（q)衝洗劑從所述衝洗 劑儲槽19經所述催化劑處理劑進料管路71到達所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段 進行衝洗，完成衝洗後的廢液經所述催化劑處理劑回收管路73進入廢液槽20。
[0072] 步驟（d)包括依次進行的以下步驟：(r)停止對完成催化劑再生處理後的衝洗； (s)使完成催化劑再生處理的催化劑填料段恢復投用。其中，步驟（r)是通過關閉衝洗劑 儲槽19的閥門並同時緩緩地關閉所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段對應的催化劑 處理劑出料分支口、液體進料口的分支入口和液體出料口的分支出口上的閥門或閥組實現 的。而步驟（s)是通過緩緩地打開所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段對應的原料出 料分支口、反應料回料分支口、氣體進料分支口和氣體出料分支口上的閥門或閥組實現的。 簡單來說，恢復投用就是將相應的催化劑填料段恢復到原始的操作狀態。恢復的過程需要 注意保持操作的平穩，必要時也可暫時關閉產品出口。
[0073] 圖8為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第一段催 化劑填料段時運行流程)。如圖8所示的製備甲縮醛的裝置，是催化劑填料段31內的催化 劑填料層進行在線再生處理的同時製備甲縮醛的裝置運行的流程示意圖。其具體運行方式 如下：
[0074] 原料甲醇和甲醛在原料進料管路70輸送下，經原料出料分支口 701、反應料回料 分支口 704、原料出料分支口 702、液體進料口 3211進入液體分布器3213均勻噴淋至催化 劑填料層部分322,在催化劑填料層部分322進行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3232、反應料回料分支口 705、原料出料分支口 703、液體進料口 3311進入液體分布器3313 均勻噴淋至催化劑填料層部分332,在催化劑填料層部分332進行反應後進入進氣出液部 分，經液體出料口 3332、反應料回料分支口 706、液體入口 41進入底部液體段4。
[0075] 反應液經底部液體出口 42進入到再沸器10,反應液在再沸器10中加熱氣化後輸 出至氣體回料出料管路72,氣體經氣體回料口 3331進入氣體分布器3333,在氣體分布器 3333的作用下，經催化劑填料層部分332進行反應後，經氣體出料口 3312、氣體出料分支口 724、氣體進料分支口 722、氣體回料口 3231進入氣體分布器3233,在氣體分布器3233的作 用下，經催化劑填料層部分322進行反應後，經氣體出料口 3212、氣體出料分支口 725、氣體 進料分支口 723、氣體出料分支口 726、頂部氣體回料口 22進入頂部氣體段2。
[0076] 氣體經頂部氣體出口 21進入冷凝器8,氣體在冷凝器8冷凝後，冷凝液進入冷凝液 儲槽9,然後經冷凝液回料出口 92回到原料進料管路70的原料出料分支口 701之前的管路 上。
[0077] 在製備甲縮醛同時進行催化劑在線再生的具體流程如下(參照圖11或12):
[0078] 對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段31與製備甲縮醛的裝置的其他部分 (包括其他催化劑填料段）流體進行隔離，這包括同時進行液體隔離和氣體隔離；液體隔離 和氣體隔離是通過緩緩地關閉原料出料分支口 701、反應料回料分支口 704、氣體進料分支 口 723和氣體出料分支口 726上的閥門或閥組實現的。
[0079] 催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽16在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經催 化劑處理劑出料分支口 711、液體進料口的分支入口 707、液體進料口 3111後，在液體分布 器3113的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分312,對催化劑填料層部分312進行 再生處理。完成再生處理後的催化劑處理劑經液體出料口 3132、液體出料口的分支出口 7100、回收分支口 731輸出，經催化劑處理劑回收管路73進入到催化劑處理劑回收儲槽17 中進行回收。
[0080] 關閉催化劑處理劑儲槽16和催化劑處理劑回收儲槽17的閥門同時打開衝洗劑儲 槽19和廢液槽20的閥門，衝洗劑從衝洗劑儲槽19在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經 催化劑處理劑出料分支口 711、液體進料口的分支入口 707、液體進料口 3111後，在液體分 布器3113的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分312,對催化劑填料層部分312進行 衝洗。完成衝洗後的廢液經液體出料口 3132、液體出料口的分支出口 7100、回收分支口 731 輸出，進入廢液槽20。
[0081] 關閉衝洗劑儲槽19的閥門並同時緩緩地關閉催化劑處理劑出料分支口 711、液體 進料口的分支入口 707和液體出料口的分支出口 7100上的閥門或閥組，停止對完成催化劑 再生處理後的衝洗。緩緩地打開原料出料分支口 701、反應料回料分支口 704、氣體進料分 支口 723和氣體出料分支口 726上的閥門或閥組使完成催化劑再生處理的催化劑填料段31 恢復投用。
[0082] 在對填料段進行隔離和恢復投用時整個塔的操作會出現波動，所以總體上對反應 平衡有影響的操作(例如打開或關閉）要緩慢，避免破壞反應的平衡，必要時可以調整塔的 操作條件，例如減小或增加塔的負荷，調整溫度或壓力。對反應的平衡影響不大的操作可以 快速進行。
[0083] 這樣可以實現催化劑的在線再生，避免整個裝置頻繁的開車和停車，提高了裝置 的運行周期，而且減少了因開停車造成的浪費和環境汙染。其他段的催化劑再生與第一段 的操作基本類似，後面有詳細的說明。
[0084] 圖9為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第二段催 化劑填料段時運行流程)。如圖9所示的製備甲縮醛的裝置，是催化劑填料段32內的催化 劑填料層進行在線再生處理的同時製備甲縮醛的裝置運行的流程示意圖。其具體運行方式 如下：
[0085] 原料甲醇和甲醛在原料進料管路70輸送下，經原料出料分支口 701、液體進料口 3111進入液體分布器3113均勻噴淋至催化劑填料層部分312,在催化劑填料層部分312進 行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3132、反應料回料分支口 704、原料出料分支口 702、反應料回料分支口 705、原料出料分支口 703、液體進料口 3311進入液體分布器3313 均勻噴淋至催化劑填料層部分332,在催化劑填料層部分332進行反應後進入進氣出液部 分，經液體出料口 3332、反應料回料分支口 706、液體入口 41進入底部液體段4。
[0086] 反應液經底部液體出口 42進入到再沸器10,反應液在再沸器10中加熱氣化後輸 出至氣體回料出料管路72,氣體經氣體回料口 3331進入氣體分布器3333,在氣體分布器 3333的作用下，經催化劑填料層部分332進行反應後，經氣體出料口 3312、氣體出料分支口 724、氣體進料分支口 722、氣體出料分支口 725、氣體進料分支口 723、氣體回料口 3131進入 氣體分布器3133,在氣體分布器3133的作用下，經催化劑填料層部分312進行反應後，經氣 體出料口 3112、氣體出料分支口 726、頂部氣體回料口 22進入頂部氣體段2。
[0087] 氣體經頂部氣體出口 21進入冷凝器8,氣體在冷凝器8冷凝後，冷凝液進入冷凝液 儲槽9,然後經冷凝液回料出口 92回到原料進料管路70的原料出料分支口 701之前的管路 上。
[0088] 與製備甲縮醛同時進行的催化劑的在線再生處理的具體流程如下(參照圖11或 12)：
[0089] 對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段32與製備甲縮醛的裝置的其他部分 (包括其他催化劑填料段）流體進行隔離，這包括同時進行的液體隔離和氣體隔離；液體隔 離和氣體隔離是通過緩緩地關閉原料出料分支口 702、反應料回料分支口 705、氣體進料分 支口 722和氣體出料分支口 725上的閥門或閥組實現的。
[0090] 催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽16在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經催 化劑處理劑出料分支口 712、液體進料口的分支入口 708、液體進料口 3211後，在液體分布 器3213的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分322,對催化劑填料層部分322進行再 生處理。完成再生處理後剩餘的催化劑處理劑經液體出料口 3232、液體出料口的分支出口 7101、回收分支口 732輸出，經催化劑處理劑回收管路73進入到催化劑處理劑回收儲槽17 中進行回收。
[0091] 關閉催化劑處理劑儲槽16和催化劑處理劑回收儲槽17的閥門同時打開衝洗劑儲 槽19和廢液槽20的閥門，衝洗劑從衝洗劑儲槽19在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經 催化劑處理劑出料分支口 712、液體進料口的分支入口 708、液體進料口 3211後，在液體分 布器3213的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分322,對催化劑填料層部分322進行 衝洗。完成衝洗後的廢液經液體出料口 3232、液體出料口的分支出口 7101、回收分支口 732 輸出，進入廢液槽20。
[0092] 關閉衝洗劑儲槽19的閥門並同時緩緩地關閉催化劑處理劑出料分支口 712、液體 進料口的分支入口 708和液體出料口的分支出口 7101上的閥門或閥組，停止對完成催化劑 再生處理後的衝洗；緩緩地打開原料出料分支口 702、反應料回料分支口 705、氣體進料分 支口 722和氣體出料分支口 725上的閥門或閥組使完成催化劑再生處理的催化劑填料段32 恢復投用。
[0093] 圖10為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的操作示意圖（處理第三段 催化劑填料段時運行流程)。如圖10所示的製備甲縮醛的裝置，是催化劑填料段33內的催 化劑填料層進行在線再生處理的同時製備甲縮醛的裝置運行的流程示意圖。其具體運行方 式如下：
[0094] 原料甲醇和甲醛在原料進料管路70輸送下，經原料出料分支口 701、液體進料口 3111進入液體分布器3113均勻噴淋至催化劑填料層部分312,在催化劑填料層部分312進 行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3132、反應料回料分支口 704、原料出料分支口 702、液體進料口 3211進入液體分布器3213均勻噴淋至催化劑填料層部分322,在催化劑填 料層部分322進行反應後進入進氣出液部分，經液體出料口 3232、反應料回料分支口 705、 原料出料分支口 703、反應料回料分支口 706、液體入口 41進入底部液體段4。
[0095] 反應液經底部液體出口 42進入到再沸器10,反應液在再沸器10中加熱氣化轉化 為氣體後輸出至氣體回料出料管路72,氣體經氣體進料分支口 721、氣體出料分支口 724、 氣體進料分支口 722、氣體回料口 3231進入氣體分布器3233,在氣體分布器3233的作用 下，經催化劑填料層部分322進行反應後，經氣體出料口 3212、氣體出料分支口 725、氣體進 料分支口 723、氣體回料口 3131進入氣體分布器3133,在氣體分布器3133的作用下，經催 化劑填料層部分312進行反應後，經氣體出料口 3112、氣體出料分支口 726、頂部氣體回料 口 22進入頂部氣體段2。
[0096] 氣體經頂部氣體出口 21進入冷凝器8,氣體在冷凝器8冷凝後，冷凝液進入冷凝液 儲槽9,然後經冷凝液回料出口 92回到原料進料管路70的原料出料分支口 701之前的管路 上。
[0097] 與製備甲縮醛同時進行的催化劑的在線再生處理的具體流程如下(參照圖11或 12)：
[0098] 對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段33與製備甲縮醛的裝置的其他部分 (包括其他催化劑填料段）流體進行隔離，這包括同時進行的液體隔離和氣體隔離；液體隔 離和氣體隔離是通過緩緩地關閉原料出料分支口 703、反應料回料分支口 706、氣體進料分 支口 721和氣體出料分支口 724上的閥門或閥組實現的。
[0099] 催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽16在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經催 化劑處理劑出料分支口 713、液體進料口的分支入口 709、液體進料口 3311後，在液體分布 器3313的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分332,對催化劑填料層部分332進行再 生處理。完成再生處理後剩餘的催化劑處理劑經液體出料口 3332、液體出料口的分支出口 7102、回收分支口 733輸出，經催化劑處理劑回收管路73進入到催化劑處理劑回收儲槽17 中進行回收。
[0100] 關閉催化劑處理劑儲槽16和催化劑處理劑回收儲槽17的閥門同時打開衝洗劑儲 槽19和廢液槽20的閥門，衝洗劑從衝洗劑儲槽19在催化劑處理劑進料管路71輸送下，經 催化劑處理劑出料分支口 713、液體進料口的分支入口 709、液體進料口 3311後，在液體分 布器3313的分布作用下均勻噴淋至催化劑填料層部分332,對催化劑填料層部分332進行 衝洗。完成衝洗後的廢液經液體出料口 3332、液體出料口的分支出口 7102、回收分支口 733 輸出，進入廢液槽20。
[0101] 關閉衝洗劑儲槽19的閥門並同時緩緩地關閉催化劑處理劑出料分支口 713、液體 進料口的分支入口 709和液體出料口的分支出口 7102上的閥門或閥組，停止對完成催化劑 再生處理後的衝洗；緩緩地打開原料出料分支口 703、反應料回料分支口 706、氣體進料分 支口 721和氣體出料分支口 724上的閥門或閥組使完成催化劑再生處理的催化劑填料段33 恢復投用。
[0102] 圖11為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的示意圖。如圖11所示的制 備甲縮醛的裝置，還包括反應預處理裝置；反應預處理裝置包括原料混合器14和預反應器 15 ;原料混合器設置有甲醇入口 141、甲醛入口 142和混合物料出口 143 ;預反應器15設置 有物料入口 151和預反應液出口 152,物料入口 151與混合物料出口 143連接，預反應液出 口 152與原料進料管路70連接。
[0103] 預反應器15內部設置有預反應催化劑填料層；預反應器15設置有1-50組，每組 設置為1-10個，上一組預反應器的出口與下一組預反應器的入口連接。
[0104] 該製備甲縮醛的裝置還包括催化劑處理劑儲槽16、催化劑處理劑回收儲槽17和 物料循環泵18 ;催化劑處理劑儲槽16設置有入口和出口，催化劑處理劑儲槽的出口與催化 劑處理劑進料管路71連接；催化劑處理劑回收儲槽17設置有入口和出口，催化劑處理劑回 收儲槽的入口與催化劑處理劑回收管路73連接；物料循環泵18設置在底部液體出口 42與 再沸器10的入口之間；底部液體段4還設置有廢液出口 45。
[0105] 圖12為本申請實施例提供的一種製備甲縮醛的裝置的示意圖(示出反應緩衝罐)。 如圖12所示的製備甲縮醛的裝置，其3個催化劑填料段中的每個催化劑填料段所對應的一 組原料出料分支口 701、702、703和反應料回料分支口 704、705、706之間均設置有一個反應 緩衝罐11、12、13,即701和704之間設置有11、702和705之間設置有12、703和706之間 設置有13 ;反應緩衝罐內設置有催化劑填料層。
[0106] 在一個可選的實施方式中，可以設置一個具有活動連接接口的反應緩衝罐，當反 應精餾塔內某一段催化劑填料層需要處理再生時，將其接在該段相應的原料出料分支口和 反應料回料分支口之間，以減少反應緩衝罐的數量，降低成本。
[0107] 以上所述僅為本申請的優選實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技 術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種通過催化劑的在線再生實現連續製備甲縮醛的方法，其特徵在於，該方法在進 行甲縮醛製備的同時進行催化劑的在線再生處理； 所述甲縮醛的製備的過程中使用了具有多個催化劑填料段（3)的反應精餾塔（1); 所述催化劑的在線再生處理包括依次進行的以下四個步驟： (a) 對需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段與製備甲縮醛的流體進行隔離； (b) 對所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段內的催化劑進行再生； (c) 對完成催化劑再生處理的催化劑填料段進行衝洗； (d) 對所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段進行恢復投用。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述甲縮醛的製備包括以下步驟： (e) 原料反應液經預反應後進入反應精餾塔（1)中的多個催化劑填料段（3)進行催化 反應，完成催化反應後進入到反應精餾塔的底部液體段（4); (f) 底部液體段（4)的反應液由所述反應精餾塔（1)進入到再沸器（10)，加熱氣化後再 次進入所述反應精餾塔（1)內的多個催化劑填料段（3)進行催化反應，完成催化反應後進 入到反應精餾塔的頂部氣體段（2); (g) 頂部氣體段（2 )的氣體由所述反應精餾塔（1)進入到冷凝器（8 )，冷凝液化後進入 冷凝液儲槽（9); (h) 冷凝液由所述冷凝液儲槽（9 )回到原料進料管路（70 )與原料反應液混合後再次進 入所述反應精餾塔（1)內的多個催化劑填料段（3)進行催化反應； (i) 反覆循環步驟（e)-(h)，依據反應進行的情況，從冷凝液回料出口（91)採出含有產 物甲縮醛的物料。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的反應精餾塔（1)內的所述多個催化 劑填料段（3)包括2-10段催化劑填料段，沿所述反應精餾塔（1)的縱向方向由上至下依次 設置。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟（a)包括液體隔離和氣體隔離， 且所述液體隔離和所述氣體隔離同時進行；所述液體隔離和所述氣體隔離是通過緩緩地關 閉需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段對應的原料出料分支口、反應料回料分支口、 氣體進料分支口和氣體出料分支口上的閥門或閥組實現的。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述液體隔離完成後原料反應液從除了 所述需要進行催化劑再生處理的催化劑填料段以外的其他的至少一個催化劑填料段進料， 優選從最上層或第二層的催化劑填料段進料；所述氣體隔離完成後氣體進入除了所述需要 進行催化劑再生處理的催化劑填料段以外上面的一個催化劑填料段進行催化反應，優選進 入上面相鄰的一個催化劑填料段進行催化反應，或者進入頂部氣體段（2)直至進入冷凝器 (8)。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特徵在於，所述步驟（b)包括以下步驟： 催化劑處理劑從催化劑處理劑儲槽（16)經催化劑處理劑進料管路（71)到達所述需要進行 催化劑再生處理的催化劑填料段對催化劑進行再生處理，完成再生處理後的催化劑處理劑 經催化劑處理劑回收管路（73)進入到催化劑處理劑回收儲槽（17)中進行回收。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述步驟（c)包括依次進行的以下步驟： (P)關閉所述催化劑處理劑儲槽（16)和催化劑處理劑回收儲槽（17)的閥門同時打開 衝洗劑儲槽（19)和廢液槽（20)的閥門； (q) 衝洗劑從所述衝洗劑儲槽（19)經所述催化劑處理劑進料管路（71)到達所述完成 催化劑再生處理的催化劑填料段進行衝洗，完成衝洗後的廢液經所述催化劑處理劑回收管 路（73)進入廢液槽（20)。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述步驟（d)包括依次進行的以下步驟： (r) 停止對完成催化劑再生處理後的衝洗； (s) 使完成催化劑再生處理的催化劑填料段恢復投用。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述步驟（r)是通過關閉衝洗劑儲槽 (19)的閥門並同時緩緩地關閉所述完成催化劑再生處理的催化劑填料段對應的催化劑處 理劑出料分支口、液體進料口的分支入口和液體出料口的分支出口上的閥門或閥組實現 的。
10. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述步驟（s)是通過緩緩地打開所述完 成催化劑再生處理的催化劑填料段對應的原料出料分支口、反應料回料分支口、氣體進料 分支口和氣體出料分支口上的閥門或閥組實現的。
【文檔編號】C07C41/56GK104211586SQ201410004977
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
【發明者】蔡依進, 蔡依超, 孟祥波, 盧方亮, 王健民 申請人:山東辰信新能源有限公司