一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法
2023-11-30 04:16:16 2
專利名稱：一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法
技術領域：
本發明是一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法。屬於含有一 CHO基連接在非環 碳原子上的飽和化合物的製備。
背景技術：
丙醛在醫藥、農藥原料，塗料、塑料、食品、飼料添加劑，以及下腳輕紡助劑等方面 得到廣泛的應用。而且近年來，國內外市場對於丙醛產品的需求量不斷增加。丙醛工業化生產方法主要採用丙烯氧化製備丙酮副產丙醛、環氧丙烷異構化合成 丙醛、乙烯高壓羰基合成和乙烯低壓羰基合成。其中乙烯低壓羰基合成路線，由於設備造價 低，動力消耗少，操作條件穩定，是採用較多的工藝方法。目前，以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，採用銠膦絡合物催化劑體系，將混合原料 氣通入溶解有催化劑的丙醛中，進行乙烯羰基合成反應，製備丙醛產品。存在的問題是
1.需要投入龐大的設備，用於催化劑與產品丙醛的分離，設備投資大，工藝操作繁瑣。在催化劑與產品乙醛的分離工藝過程中，混合物料反覆加熱，催化劑容易分解、失 活，也會造成催化劑的流失，導致催化劑耗量大。
發明內容
本發明的目的在於避免上述現有技術中存在的不足之處，而提供一種設備簡單， 投資省，工藝操作簡便，催化劑耗量少的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法。本發明的目的可以通過如下措施來達到
本發明的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，採用銠 膦絡合物催化劑體系，通過乙烯氫甲醯化反應合成丙醛，其特徵在於包括合成操作單元和 精餾操作單元
a合成操作單元包括壓縮機、合成反應器、粗丙醛收集槽、氣提塔裝置；合成反應器和 粗丙醛收集槽上方分別設有霧沫分離器；具體工藝流程如下
將乙烯與合成氣(一氧化碳+氫氣)通入反應器中，攪拌下，在催化劑的丙醛溶液中反 應，生成的氣相丙醛通過設置在反應器頂部的霧沫分離器，將氣體中夾帶的催化劑霧滴分 離，並回流到反應器中，氣體丙醛順序流經羰基合成冷卻器、羰基合成冷凝器，使氣相丙醛 冷凝為液相，流入粗丙醛收集槽；未冷凝的氣體經設置在粗丙醛收集槽上方的霧沫分離器， 分離下的霧滴，回流到粗丙醛收集槽，未冷凝的氣體進入循環壓縮機，返回羰基合成反應器 繼續參加合成反應；
粗丙醛收集槽內的粗丙醛，經粗丙醛泵送入氣提塔上部，與氣提塔底上升的合成氣逆 流接觸，將粗丙醛中的乙烯、乙烷等輕組分氣提出來，從氣體塔頂部流出，與循環氣混合後 進入羰基合成反應器，繼續參加反應，氣提塔底部排出粗丙醛送往精餾系統操作單元； b.精餾系統操作單元
來自氣提塔底部的粗丙醛，送往丙醛精餾塔，塔頂蒸出的丙醛氣體，進入丙醛冷凝器，
3冷凝後，流入回流液接收槽，然後。經回流泵加壓後，一部分返回塔頂作為回流，另一部分 經丙醛冷卻器冷卻後送入丙醛產品貯槽。本發明的催化劑體系採用金屬銠催化劑與配位體三苯基膦的無鐵丙醛溶液催化 劑體系，催化劑溶液中銠濃度為SOppm 150ppm，三苯基膦重量百分濃度為1. 5% — 3% ；
本發明的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，操作條件如下；
a.反應器
反應溫度78°C 110°C，反應壓力0. 8Mpa 1. 8Mpa ；
b.壓縮機
出口壓力為1. OMpa 2. OMpa,出口溫度40°C 60°C ；
c.精餾塔
塔頂溫度48°C 70°C，塔底溫度80°C 130°C，塔頂壓力0. 02Mpa 0. 06Mpa。本發明的發明人通過在羰基合成反應器上部設置高效率的霧沫分離器，在粗丙醛 收集槽上方設置高效率的霧沫分離器，實現了催化劑與丙醛產品的分離。在氣提塔中，通過 合成氣與粗丙醛的逆流接觸，回收了粗丙醛中夾帶的原料乙烯，提高了原料的利用率；循環 壓縮機提供了原料氣循環多次參加反應，大大提高了原料氣的轉化率；產品與催化劑分離 設備的簡易化，避免了催化劑的分解、失活，減少了催化劑的損失。也大大的減少了設備投 資。從而完成了本發明。本發明的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法公開的技術方案，相比現有技術有如 下積極效果
1.提供了一種設備簡單，投資省，工藝操作簡便，催化劑耗量少的乙烯低壓羰基合成 生產丙醛的方法。通過在羰基合成反應器上部設置高效率的霧沫分離器，在粗丙醛收集槽上方設置 高效率的霧沫分離器，實現了催化劑與丙醛產品的分離。在氣提塔中，通過合成氣與粗丙醛的逆流接觸，回收了粗丙醛中夾帶的原料乙烯， 提高了原料的利用率；
4.循環壓縮機提供了原料氣循環多次參加反應，大大提高了原料氣的轉化率；以乙烯 計的原料轉化率> 90%。產品與催化劑分離設備的簡易化，大大的減少了設備投資。避免了催化劑的分解、 失活，減少了催化劑的損失。丙醛產品含量彡99.5%。
圖1是合成操作單元裝置及工藝流程示意圖。圖2是精餾操作單元裝置及工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發明下面將結合實施例作進一步鮮署 實施例1
結合圖1對本發明進行詳細說明界區乙烯與經過氣提塔的原料合成氣和來自循環氣壓縮機的循環氣混合後，經過安裝 在羰基合成反應器R201底部的不鏽鋼噴射環，進入羰基合成反應器，再經攪拌達到良好的 分散作用，以提高氣體在反應液中的傳質效果，反應溫度80°C，反應壓力1.5Mpa，催化劑為 金屬銠催化劑，配位體為三苯基膦，溶劑為無鐵丙醛，催化劑溶液中銠濃度為lOOppm，三苯 基膦濃度為2. 0%。此反應為放熱反應，反應熱一部分有反應器內的盤管移走，另一部分熱量 由循環氣帶出。冷卻盤管冷卻介質為調溫水。離開羰基合成反應器的氣體首先進入霧沫分離器V202，以除去氣體中夾帶的液體 微滴。氣體經霧沫分離器後進入羰基合成冷卻器E201和羰基合成冷凝器E202，羰基合成冷 卻器E201用冷卻水使氣體冷卻，羰基合成冷凝器E202用的冷凍劑將物料冷卻，使丙醛冷凝 為液相，流入粗丙醛收集槽V203，經不凝氣收集槽分離器V204除去霧沫液滴後(霧沫液滴 返回粗丙醛收集槽V203)，氣體經循環壓縮機加壓後返回羰基合成反應器。粗丙醛收集槽V203內的粗丙醛冷凝液，經粗丙醛泵P201A/B加壓後送入氣體塔 T201上部，自下而上的粗丙醛，與氣提塔底進來的合成氣逆向接觸，將粗丙醛冷凝液中的乙 烯、乙烷等輕組分氣提出來。從氣體塔頂出來合成氣與乙烯和循環氣混合後進入羰基合成 反應器。氣提塔T201排出的粗丙醛送至丙醛精餾塔T301。結合圖2對本發明進行詳細說明
由氣提塔底部出來的粗丙醛，送往丙醛精餾塔T301，精餾系統主要包括精餾塔，塔頂溫 度50°C，塔底溫度95°C，塔頂壓力0. 04Mpa,塔頂蒸出的丙醛氣體，經丙醛冷凝器E301將大 部分丙醛冷凝後流入回流液受槽V302進行氣液分離，回流液受槽內的丙醛液體，經回流泵 P304A/B加壓後，一部分返回塔頂作為回流，另一部分丙醛經丙醛冷卻器E303冷卻後，送入 丙醛貯槽。少量的含有重組分的塔釜殘液經P302A/B泵送入殘液受槽。按照上述工藝方法生乙醛，以乙烯計的原料轉化率92%。丙醛產品含量99. 6%。
權利要求
1.一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，採用銠膦 絡合物催化劑體系，通過乙烯氫甲醯化反應合成丙醛，其特徵在於包括合成操作單元和精 餾操作單元，其中a合成操作單元包括壓縮機、合成反應器、粗丙醛收集槽、氣提塔裝置；合成反應器和 粗丙醛收集槽上方分別設有霧沫分離器；具體工藝流程如下將乙烯與合成氣(一氧化碳+氫氣)通入反應器中，攪拌下，在催化劑的丙醛溶液中反 應，生成的氣相丙醛通過設置在反應器頂部的霧沫分離器，將氣體中夾帶的催化劑霧滴分 離，並回流到反應器中，氣體丙醛順序流經羰基合成冷卻器、羰基合成冷凝器，使氣相丙醛 冷凝為液相，流入粗丙醛收集槽；未冷凝的氣體經設置在粗丙醛收集槽上方的霧沫分離器， 分離下的霧滴，回流到粗丙醛收集槽，未冷凝的氣體進入循環壓縮機，返回羰基合成反應器 繼續參加合成反應；粗丙醛收集槽內的粗丙醛，經粗丙醛泵送入氣提塔上部，與氣提塔底上升的合成氣逆 流接觸，將粗丙醛中的乙烯、乙烷等輕組分氣提出來，從氣體塔頂部流出，與循環氣混合後 進入羰基合成反應器，繼續參加反應，氣提塔底部排出粗丙醛送往精餾系統操作單元；b.精餾系統操作單元，工藝流程如下來自氣提塔底部的粗丙醛，送往丙醛精餾塔，塔頂蒸出的丙醛氣體，進入丙醛冷凝器， 冷凝後，流入回流液接收槽，然後。
2.經回流泵加壓後，一部分返回塔頂作為回流，另一部分經丙醛冷卻器冷卻後送入丙 醛產品貯槽。
3.根據權利要求1的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，其特徵在於所述催化劑體系 採用金屬銠催化劑與配位體三苯基膦的無鐵丙醛溶液催化劑體系，催化劑溶液中銠濃度為 80ppm 150ppm，三苯基膦重量百分濃度為1. 5% — 3% ；根據權利要求1的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，其特徵在於工藝條件如下a.反應器反應溫度78°C 110°C，反應壓力0. 8Mpa 1. 8Mpa ；b.壓縮機出口壓力為1. OMpa 2. OMpa,出口溫度40°C 60°C ；c.精餾塔塔頂溫度48°C 70°C，塔底溫度80°C 130°C，塔頂壓力0. 02Mpa 0. 06Mpa。
全文摘要
本發明是一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法。屬於含有－CHO基連接在非環碳原子上的飽和化合物的製備。以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，採用銠膦絡合物催化劑體系，通過乙烯氫甲醯化反應合成丙醛，其特徵在於包括合成操作單元和精餾操作單元，其中，合成操作單元包括壓縮機、合成反應器、粗丙醛收集槽、氣提塔裝置；其中，合成反應器和粗丙醛收集槽上方分別設有霧沫分離器；採用金屬銠催化劑與配位體三苯基膦的無鐵丙醛溶液催化劑體系，催化劑溶液中銠濃度為80ppm～150ppm，三苯基膦重量百分濃度為1.5%—3%。提供了一種設備簡單，投資省，工藝操作簡便，催化劑耗量少的乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法。以乙烯計的原料轉化率≥90％。丙醛產品含量≥99.5％。
文檔編號C07C47/02GK102115433SQ20101057459
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年12月6日
發明者周立亮, 孫桂奇, 宋雪洋, 崔課賢, 李仁德, 林榮恆, 王安軍, 董京軍 申請人:淄博諾奧化工有限公司