[发明专利]由丙烯与合成气制备丁醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由丙烯与合成气制备丁醛的方法。

背景技术

丁醛是一种重要的有机化工原料，目前工业上主要是以丙烯、一氧化碳和氢气为原料经羰基合成来生产。文献“丙烯羰基合成丁醛工艺的模拟研究，天然气化工，2009(34)：20-24”公开了一种丙烯与合成气羰基合成制备丁醛的工艺流程。此流程以丙烯与合成气为原料，依次通过两个串联的反应器，获得产品丁醛。然后产品进入下游分离工段，通过两次蒸发，尽量回收套用丙烯与催化剂，丁醛一部分作为反应溶剂循环使用，一部分作为原料送入下游丁醇或辛醇单元。其反应单元的特点在于第一个反应器的汽相出料补充部分合成气后全部送入第二反应器，液相全部通入第二反应器。通过两级反应，提高反应单元的总转化率。由于第二个反应器的进料为第一个反应器的出料，因此其中含有大量的产品丁醛，降低了第二反应器中反应物和催化剂的浓度。由于丁醛的生成速率与催化剂的浓度成递增关系，与产品浓度成递减关系。因此含有大量丁醛对反应的生成速率是不利的，且丁醛也占用了大量的反应器的有效空间。因此，存在第二反应器转化率和产能低的问题。此外，反应需要使用铑金属催化剂，铑的价格大约在1700-17000$/ounce。生产中，现有技术只通过升高温度来提高第一、第二反应器的转化率，没有充分发挥催化剂的使用寿命。而实际生产中延长铑催化剂的使用周期，对降低生产成本是有显著意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在第二反应器转化率和产能低，催化剂使用周期短、生产成本高的问题，提供一种新的由丙烯与合成气制备丁醛的方法。该方法具有第二反应器转化率和产能高，催化剂使用周期长、生产成本低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种由丙烯与合成气制备丁醛的方法，包括以下步骤：

a)含丙烯、合成气和催化剂的物流I进入第一反应器1，反应后，塔顶得到汽相物流II，塔釜得到液相物流III；

b)物流III进入中间分离单元3，分离后得到含丙烯和丁醛的物流IV、含催化剂和丁醛的物流V、以及粗丁醛产品物流VI；物流VI进入后序流程；

c)物流II、物流IV、物流V和补充合成气4进入第二反应器，反应后，得到含丁醛的物流VII和尾气5。

上述技术方案中，第一反应器操作条件优选范围为：压力1700～2100KPa，温度70～110℃，更优选范围为：压力1850～1950KPa，温度85～100℃。第二反应器操作条件优选范围为：压力1650～2050KPa，温度70～110℃，更优选范围为：压力1800～1950KPa，温度85～100℃。中间分离单元包含两级降膜蒸发器，第一级降膜蒸发器操作条件优选范围为：压力800～1900KPa，温度100～150℃；更优选范围为：压力1700～1900KPa，温度120～140℃。第二级降膜蒸发器操作条件优选范围为：100～600KPa，温度100～150℃；更优选范围为：200～400KPa，温度120～140℃。物流I中丙烯、合成气、催化剂的重量比为优选范围为：0.03～0.08∶1∶0.20～0.4，更优选范围为：0.04～0.07∶1∶0.25～0.32。物流II、物流IV、物流V、补充合成气(4)的重量比优选范围为1∶12～15∶11～13∶1～1.5，更优选范围为1∶12.5～13.2∶11.5～12.3∶1.3～1.35。

本发明方法优选方案为物流VI和物流VII进入分离单元7，以合成气为汽提汽，分离后得到含丙烯和合成气的汽相物流VIII、含催化剂的液相物流IX以及产品丁醛物流X；其中，物流VIII和物流IX循环至第一反应器。分离单元包含第一降膜蒸发器和第二降膜蒸发器，其中第一降膜蒸发器操作条件优选范围为：压力600～1200KPa，温度100～150℃；更优选范围为：压力700～900KPa，温度120～140℃。第二降膜蒸发器操作条件优选范围为：压力100～600KPa，温度100～150℃，更优选范围为：压力200～400KPa，温度120～140℃。