專利名稱：一種乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?br> 一種乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒夹g(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?。屬于含有一 CHO基連接在非環(huán)碳原 子上的飽和化合物的制備。
背景技術(shù)：
丙醛在醫(yī)藥、農(nóng)藥原料，涂料、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(yīng)用。而且近年來，國內(nèi)外市場對于丙醛產(chǎn)品的需求量不斷增加。
目前，以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，采用銠膦絡(luò)合物催化劑體系，將混合原料 氣通入催化劑的丙醛溶液中，進(jìn)行氫甲?；磻?yīng)，制備丙醛產(chǎn)品。存在的問題是1.合成的丙醛產(chǎn)品與催化劑分離不完全，造成催化劑流失，不得不提高催化劑濃度， 導(dǎo)致催化劑耗量大。
反應(yīng)溫度高，造成催化劑的分解和失活，縮短了催化劑的使用壽命。
原料轉(zhuǎn)化率低，丙醛產(chǎn)品雜質(zhì)高、含量低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供一種合成的丙醛 產(chǎn)品與催化劑分離完全，催化劑濃度低，耗量少，反應(yīng)溫度低，催化劑使用壽命長，原料轉(zhuǎn)化 率高，丙醛產(chǎn)品雜質(zhì)少、含量高的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?，以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，采用銠膦絡(luò) 合物催化劑體系，通過乙烯氫甲?；磻?yīng)合成丙醛，其特征在于 包括合成操作單元、分離回收操作單元和精餾操作單元a合成操作單元包括第一合成反應(yīng)器裝置和第二合成反應(yīng)器裝置，工藝流程如下 原料乙烯和來自氣提塔18的循環(huán)合成氣混合后，進(jìn)入第一合成反應(yīng)器1的底部，通過 氣體分配器鼓泡與催化劑溶液接觸，攪拌下，進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物丙醛攜帶溶解其中的 催化劑，通過輸液泵A 3泵入第二合成反應(yīng)器4，同時，在第一合成反應(yīng)器1中尚未反應(yīng)完全 的原料氣，從反應(yīng)器1的頂部流出，與原料合成氣匯合，一起進(jìn)入第二合成反應(yīng)器2底部的 氣體分配器，在第二合成反應(yīng)器中，原料氣與催化劑接觸，繼續(xù)進(jìn)行合成反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn) 物攜帶溶解其中的催化劑，一同進(jìn)入分離回收操作單元的高壓蒸發(fā)器5 ；第一合成反應(yīng)器1內(nèi)的液位通過來自輸液泵D17的循環(huán)催化劑的丙醛溶液補充；反應(yīng) 溫度通過冷卻器A 3控制； b.分離回收操作單元包括高壓蒸發(fā)器裝置、乙烯吸收塔裝置和低壓蒸發(fā)器裝置，工藝流程如下 來自第二合成反應(yīng)器4的合成產(chǎn)物攜帶溶解其中的催化劑，首先進(jìn)入高壓蒸發(fā)器5，沿 高壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱，合成產(chǎn)物中，攜帶的未反應(yīng)的原料乙烯以及輕組 分被氣化，在氣液分離塔A 6中，乙烯、輕組分氣體和溶解催化劑的丙醛液體分相、分離；其中氣相組分，從高壓蒸發(fā)器5的頂部流出，進(jìn)入冷卻器B 8降溫后，進(jìn)入乙烯吸收塔9，由下 而上與來自粗丙醛儲槽15，由輸液泵C 16泵入的粗丙醛逆流接觸，乙烯及輕組分氣體被粗 丙醛吸收后，從塔底流出，由輸液泵B 10泵入精餾操作單元的氣提塔18 ；在氣液分離塔A 6中分相的溶解催化劑的丙醛液體物料，經(jīng)氣液分離塔A 6內(nèi)置冷卻 器7冷卻后，進(jìn)入低壓蒸發(fā)器11，沿低壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱后，其中的部分 丙醛被氣化，在氣液分離塔B 12中，氣化后的丙醛從塔頂流出，在丙醛冷凝器A 14中，被冷 凝成液態(tài)，進(jìn)入粗丙醛儲槽15 ；未被氣化的催化劑丙醛溶液經(jīng)氣液分離塔B 12內(nèi)置冷卻器 13冷卻后，由輸液泵D 17泵入第一合成反應(yīng)器，循環(huán)使用； c.精餾操作單元包括氣提塔裝置和精餾塔裝置，工藝流程如下來自乙烯吸收塔9的含有溶解的乙烯和乙烷等輕組分的粗丙醛，與直接來自粗丙醛儲 槽15的粗丙醛匯合，一起進(jìn)入氣提塔18，原料合成氣(一氧化碳+氫氣)從氣提塔的下部進(jìn) 入，與由上而下的粗丙醛逆流接觸，將溶解的乙烯和乙烷氣提出來，并將其攜帶，一同進(jìn)入 第一合成反應(yīng)器1，繼續(xù)參加合成反應(yīng)；氣提塔18底部粗丙醛進(jìn)入丙醛精餾塔19的中部，塔頂蒸出的丙醛蒸汽，經(jīng)丙醛冷凝器 B 21冷凝為液體丙醛，進(jìn)入回流罐22，經(jīng)輸液泵E 23，部分作為塔頂回流，另一部分經(jīng)冷卻 器C對冷卻后采出，送入丙醛產(chǎn)品儲罐；蒸餾操作需要的熱量由精餾塔再沸器20蒸汽提 供；蒸餾塔釜重組分由輸液泵F 25，經(jīng)冷卻器D沈冷卻后，送往重組分儲槽。
本發(fā)明的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?，采用雙合成反應(yīng)器，顯著提高了原料氣 的轉(zhuǎn)化率，也提高了整個合成裝置的生產(chǎn)能力。在分離回收操作單元，通過高壓蒸發(fā)器裝置 和低壓蒸發(fā)器裝置實現(xiàn)了合成產(chǎn)物丙醛與催化劑的分離，使得催化劑能夠循環(huán)使用。減少 了催化劑的流失，降低了催化劑的消耗。乙烯回收塔裝置對于少量未反應(yīng)的乙烯原料氣進(jìn) 行了回收，并與精餾操作系統(tǒng)的氣提塔合作，使得原料氣得到了充分利用。避免了資源的浪 費，本發(fā)明的目還可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法，所述催化劑體系采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70ppm 150ppm，三苯基膦 重量百分濃度為2%— 5% ；本發(fā)明的乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法，工藝條件如下①.第一反應(yīng)器與第二反應(yīng)器反應(yīng)溫度。C50 90反應(yīng)壓力Mpa0. 8 1. 5②.高壓蒸發(fā)器氣相出口溫度。C80 120，液相出口溫度。C70 90壓為Mpa0. 2 0. 5③.低壓蒸發(fā)器氣相出口溫度 V70 100液相出口溫度。C60 90壓力Mpa0.04 0. 15④.精餾塔塔頂溫度。C48 70塔底溫度。C80 120塔頂壓力 Mpa0. 02 0. 1。
所述第一合成反應(yīng)器和第二合成反應(yīng)器底部裝有原料氣體分配器。
分離回收操作單元中所述高壓蒸發(fā)器裝置中的氣液分離塔A 6和低壓蒸發(fā)器裝 置中的氣液分離塔B 12均設(shè)置有來自粗丙醛儲槽15，經(jīng)輸液泵C 16輸送的粗丙醛噴淋裝 置。粗丙醛進(jìn)入高壓蒸發(fā)器作為噴淋，防止催化劑從高壓蒸發(fā)器頂部蒸出。粗丙醛進(jìn)入低 壓蒸發(fā)器作為噴淋，防止催化劑從低壓蒸發(fā)器頂部蒸出。進(jìn)一步保證了催化劑與原料氣以 及丙醛產(chǎn)品的分離，使其完全回收，循環(huán)使用。
本發(fā)明的乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法公開的技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積 極效果1.提供了一種合成的丙醛產(chǎn)品與催化劑分離完全，催化劑濃度低，耗量少，反應(yīng)溫度 低，催化劑使用壽命長，原料轉(zhuǎn)化率高，丙醛產(chǎn)品雜質(zhì)少、含量高的乙烯氫甲?；铣杀?的方法。
合成的丙醛產(chǎn)品與催化劑分離完全，避免了催化劑流失，使用催化劑濃度低，降低 了催化劑的耗量。
采用了較低的反應(yīng)溫度，避免了催化劑的分解，延長了催化劑的使用壽命。
采用雙合成反應(yīng)器，原料回收、循環(huán)利用，以乙烯計的原料氣轉(zhuǎn)化率> 95%。丙醛 含量> 99.9%。


圖1是合成操作單元工藝流程示意圖。
圖中1一第一合成反應(yīng)器 2一輸液泵A 3一冷卻器A 4一第二合成反應(yīng)器圖2是分離回收操作單元工藝流程示意圖。
圖中5一高壓蒸發(fā)器 6一氣液分離塔A 7—氣液分離塔A內(nèi)置冷卻器 8一冷卻器B 9一乙烯吸收塔10一輸液泵B11一低壓蒸發(fā)器 12—氣液分離塔B13一氣液分離塔B內(nèi)置冷卻器14一丙醛冷凝器A15一粗丙醛儲槽16一輸液泵C17一輸液泵D圖3是精餾操作單元工藝流程示意圖。
圖中18一氣提塔19一丙醛精餾塔20一再沸器21一丙醛冷凝器B22一回流罐23一輸液泵E24一冷卻器C25一輸液泵F26一冷卻器D。
具體實施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例作進(jìn)一步詳述 實施例1以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，采用銠膦絡(luò)合物催化劑體系，通過乙烯氫甲酰化反應(yīng) 合成丙醛，其特征在于包括合成操作單元、分離回收操作單元和精餾操作單元a合成操作單元包括第一合成反應(yīng)器裝置和第二合成反應(yīng)器裝置，工藝流程如下 原料乙烯和來自氣提塔18的循環(huán)合成氣混合后，進(jìn)入第一合成反應(yīng)器1的底部，通過 氣體分配器鼓泡與催化劑溶液接觸，攪拌下，進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物丙醛攜帶溶解其中的 催化劑，通過輸液泵A 3泵入第二合成反應(yīng)器4，同時，在第一合成反應(yīng)器1中尚未反應(yīng)完全 的原料氣，從反應(yīng)器1的頂部流出，與原料合成氣匯合，一起進(jìn)入第二合成反應(yīng)器2底部的 氣體分配器，在第二合成反應(yīng)器中，原料氣與催化劑接觸，繼續(xù)進(jìn)行合成反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn) 物攜帶溶解其中的催化劑，一同進(jìn)入分離回收操作單元的高壓蒸發(fā)器5 ；第一合成反應(yīng)器1內(nèi)的液位通過來自輸液泵D17的循環(huán)催化劑的丙醛溶液補充；反應(yīng) 溫度通過冷卻器A 3控制； b.分離回收操作單元包括高壓蒸發(fā)器裝置、乙烯吸收塔裝置和低壓蒸發(fā)器裝置，工藝流程如下 來自第二合成反應(yīng)器4的合成產(chǎn)物攜帶溶解其中的催化劑，首先進(jìn)入高壓蒸發(fā)器5，沿 高壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱，合成產(chǎn)物中，攜帶的未反應(yīng)的原料乙烯以及輕組 分被氣化，在氣液分離塔A 6中，乙烯、輕組分氣體和溶解催化劑的丙醛液體分相、分離；其 中氣相組分，從高壓蒸發(fā)器5的頂部流出，進(jìn)入冷卻器B 8降溫后，進(jìn)入乙烯吸收塔9，由下 而上與來自粗丙醛儲槽15，由輸液泵C 16泵入的粗丙醛逆流接觸，乙烯及輕組分氣體被粗丙醛吸收后，從塔底流出，由輸液泵B 10泵入精餾操作單元的氣提塔18 ；在氣液分離塔A 6中分相的溶解催化劑的丙醛液體物料，經(jīng)氣液分離塔A 6內(nèi)置冷卻 器7冷卻后，進(jìn)入低壓蒸發(fā)器11，沿低壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱后，其中的部分 丙醛被氣化，在氣液分離塔B 12中，氣化后的丙醛從塔頂流出，在丙醛冷凝器A 14中，被冷 凝成液態(tài)，進(jìn)入粗丙醛儲槽15 ；未被氣化的催化劑丙醛溶液經(jīng)氣液分離塔B 12內(nèi)置冷卻器 13冷卻后，由輸液泵D 17泵入第一合成反應(yīng)器，循環(huán)使用； c.精餾操作單元包括氣提塔裝置和精餾塔裝置，工藝流程如下來自乙烯吸收塔9的含有溶解的乙烯和乙烷等輕組分的粗丙醛，與直接來自粗丙醛儲 槽15的粗丙醛匯合，一起進(jìn)入氣提塔18，原料合成氣(一氧化碳+氫氣)從氣提塔的下部進(jìn) 入，與由上而下的粗丙醛逆流接觸，將溶解的乙烯和乙烷氣提出來，并將其攜帶，一同進(jìn)入 第一合成反應(yīng)器1，繼續(xù)參加合成反應(yīng)；氣提塔18底部粗丙醛進(jìn)入丙醛精餾塔19的中部，塔頂蒸出的丙醛蒸汽，經(jīng)丙醛冷凝器 B 21冷凝為液體丙醛，進(jìn)入回流罐22，經(jīng)輸液泵E 23，部分作為塔頂回流，另一部分經(jīng)冷卻 器C M冷卻后采出，送入丙醛產(chǎn)品儲罐；蒸餾操作需要的熱量由精餾塔再沸器20蒸汽提 供；蒸餾塔釜重組分由輸液泵F 25，經(jīng)冷卻器D沈冷卻后，送往重組分儲槽。
本發(fā)明的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?，所述催化劑體系采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75ppm，三苯基膦重量百 分濃度為3% ；本發(fā)明的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒ǎに嚄l件如下①.第一反應(yīng)器與第二反應(yīng)器反應(yīng)溫度。C78反應(yīng)壓力Mpa1. 1②.高壓蒸發(fā)器氣相出口溫度。C85液相出口溫度。C78壓力Mpa0. 3③.低壓蒸發(fā)器氣相出口溫度 V75液相出口溫度。C70壓力Mpa0.07④.精餾塔塔頂溫度。C52塔底溫度。C88塔頂壓力 Mpa0. 03所述第一合成反應(yīng)器和第二合成反應(yīng)器底部裝有原料氣體分配器。
分離回收操作單元中所述高壓蒸發(fā)器裝置中的氣液分離塔A 6和低壓蒸發(fā)器裝 置中的氣液分離塔B 12均設(shè)置有來自粗丙醛儲槽15，經(jīng)輸液泵C 16輸送的粗丙醛噴淋裝 置。粗丙醛進(jìn)入高壓蒸發(fā)器作為噴淋，防止催化劑從高壓蒸發(fā)器頂部蒸出。粗丙醛進(jìn)入低壓蒸發(fā)器作為噴淋，防止催化劑從低壓蒸發(fā)器頂部蒸出。進(jìn)一步保證了催化劑與原料氣以及丙醛產(chǎn)品的分離，使其完全回收，循環(huán)使用。
以乙烯計的原料氣轉(zhuǎn)化率96%。丙醛含量99. 91%。
權(quán)利要求
1.一種乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒ǎ砸蚁?、一氧化碳和氫氣為原料，采用銠膦絡(luò)合 物催化劑體系，通過乙烯氫甲?；磻?yīng)合成丙醛，其特征在于包括合成操作單元、分離回收操作單元和精餾操作單元a合成操作單元包括第一合成反應(yīng)器裝置和第二合成反應(yīng)器裝置，工藝流程如下原料乙烯和來自氣提塔(18)的循環(huán)合成氣混合后，進(jìn)入第一合成反應(yīng)器(1)的底部， 通過氣體分配器鼓泡與催化劑溶液接觸，攪拌下，進(jìn)行合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物丙醛攜帶溶解其 中的催化劑，通過輸液泵A (3 )泵入第二合成反應(yīng)器(4 )，同時，在第一合成反應(yīng)器(1)中尚 未反應(yīng)完全的原料氣，從反應(yīng)器(1)的頂部流出，與原料合成氣匯合，一起進(jìn)入第二合成反 應(yīng)器(2)底部的氣體分配器，在第二合成反應(yīng)器中，原料氣與催化劑接觸，繼續(xù)進(jìn)行合成反 應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物攜帶溶解其中的催化劑，一同進(jìn)入分離回收操作單元的高壓蒸發(fā)器(5);第一合成反應(yīng)器(1)內(nèi)的液位通過來自輸液泵D (17)的循環(huán)催化劑的丙醛溶液補充； 反應(yīng)溫度通過冷卻器A (3)控制；b.分離回收操作單元包括高壓蒸發(fā)器裝置、乙烯吸收塔裝置和低壓蒸發(fā)器裝置，工藝流程如下來自第二合成反應(yīng)器(4)的合成產(chǎn)物攜帶溶解其中的催化劑，首先進(jìn)入高壓蒸發(fā)器 (5)，沿高壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱，合成產(chǎn)物中，攜帶的未反應(yīng)的原料乙烯以 及輕組分被氣化，在氣液分離塔A (6)中，乙烯、輕組分氣體和溶解催化劑的丙醛液體分相、 分離；其中氣相組分，從高壓蒸發(fā)器(5)的頂部流出，進(jìn)入冷卻器B (8)降溫后，進(jìn)入乙烯吸 收塔(9)，由下而上與來自粗丙醛儲槽(15)，由輸液泵C (16)泵入的粗丙醛逆流接觸，乙烯 及輕組分氣體被粗丙醛吸收后，從塔底流出，由輸液泵B (10)泵入精餾操作單元的氣提塔 (18)；在氣液分離塔A (6)中分相的溶解催化劑的丙醛液體物料，經(jīng)氣液分離塔A (6)內(nèi)置 冷卻器(7)冷卻后，進(jìn)入低壓蒸發(fā)器(11)，沿低壓蒸發(fā)器內(nèi)的換熱管從上而下被加熱后，其 中的部分丙醛被氣化，在氣液分離塔B (12)中，氣化后的丙醛從塔頂流出，在丙醛冷凝器A (14)中，被冷凝成液態(tài)，進(jìn)入粗丙醛儲槽(15)；未被氣化的催化劑丙醛溶液經(jīng)氣液分離塔B (12)內(nèi)置冷卻器(13)冷卻后，由輸液泵D (17)泵入第一合成反應(yīng)器，循環(huán)使用；c.精餾操作單元包括氣提塔裝置和精餾塔裝置，工藝流程如下來自乙烯吸收塔(9)的含有溶解的乙烯和乙烷等輕組分的粗丙醛，與直接來自粗丙醛 儲槽(15)的粗丙醛匯合，一起進(jìn)入氣提塔(18)，原料合成氣(一氧化碳+氫氣)從氣提塔的 下部進(jìn)入，與由上而下的粗丙醛逆流接觸，將溶解的乙烯和乙烷氣提出來，并將其攜帶，一 同進(jìn)入第一合成反應(yīng)器(1)，繼續(xù)參加合成反應(yīng)；氣提塔(18)底部粗丙醛進(jìn)入丙醛精餾塔(19)的中部，塔頂蒸出的丙醛蒸汽，經(jīng)丙醛冷 凝器B (21)冷凝為液體丙醛，進(jìn)入回流罐(22)，經(jīng)輸液泵E (23)，部分作為塔頂回流，另一 部分經(jīng)冷卻器C (24)冷卻后采出，送入丙醛產(chǎn)品儲罐；蒸餾操作需要的熱量由精餾塔再沸 器(20)蒸汽提供；蒸餾塔釜重組分由輸液泵F (25)，經(jīng)冷卻器D (26)冷卻后，送往重組分 儲槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法，其特征在于所述催化劑體系采 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70ppm—150ppm，三苯基膦重量百分濃度為2‘仁5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求l的乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法，其特征在于工藝條件如下①.第一反應(yīng)器與第二反應(yīng)器反應(yīng)溫度℃50一90反應(yīng)壓力Mpao.8一1.5②.高壓蒸發(fā)器氣相出口溫度℃80—120，液相出口溫度℃70一90壓力Mpao.2一o.5⑧.低壓蒸發(fā)器氣相出口溫度 ℃70—lOO液相出口溫度℃60一90壓力Mpao.04一o.15④.精餾塔塔頂溫度℃48—70塔底溫度℃80—120塔頂壓力 Mpao.02一o.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求l的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?，其特征在于所述第一合成反應(yīng)器和第二合成反應(yīng)器底部裝有原料氣體分配器。
5.根據(jù)權(quán)利要求l的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒?，其特征在于b.分離回收操作單元中所述高壓蒸發(fā)器裝置中的氣液分離塔A(6)和低壓蒸發(fā)器裝置中的氣液分離塔B(12)均設(shè)置有來自粗丙醛儲槽(15)，經(jīng)輸液泵C(16)輸送的粗丙醛噴淋裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種乙烯氫甲酰化合成丙醛的方法。屬于含有－CHO基連接在非環(huán)碳原子上的飽和化合物的制備。以乙烯、一氧化碳和氫氣為原料，采用銠膦絡(luò)合物催化劑體系，通過乙烯氫甲酰化反應(yīng)合成丙醛，其特征在于包括合成操作單元、分離回收操作單元和精餾操作單元，提供了一種合成的丙醛產(chǎn)品與催化劑分離完全，催化劑濃度低，耗量少，反應(yīng)溫度低，催化劑使用壽命長，原料轉(zhuǎn)化率高，丙醛產(chǎn)品雜質(zhì)少、含量高的乙烯氫甲?；铣杀┑姆椒ā：铣傻谋┊a(chǎn)品與催化劑分離完全，避免了催化劑流失，降低了催化劑的耗量。避免了催化劑的分解，延長了催化劑的使用壽命。采用雙合成反應(yīng)器，原料回收、循環(huán)利用，以乙烯計的原料氣轉(zhuǎn)化率≥95%，丙醛含量≥99.9％。
文檔編號C07C47/02GK102030622SQ20101058049
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者周立亮, 孫桂奇, 宋雪洋, 崔課賢, 李仁德, 林榮恒, 王安軍, 董京軍 申請人:淄博諾奧化工有限公司