[发明专利]利用振荡挡板反应器的烯烃水合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及丁醇生产的领域。更具体而言，本发明涉及通过丁烯水合生产丁醇的领域。

背景技术

丁醇是传统的含氧化合物和燃料-原料膨胀剂(包括甲基叔丁基醚和乙醇)的有效替代品。丁醇不仅有助于辛烷值等级的提高，而且为燃料混合物提供所掺和的氧。混合或共混的丁醇也是相对廉价的。

生产丁醇、尤其是混合丁醇的主要方法是通过丁烯水合工艺。已知的丁烯水合工艺包括液-液双相体系。丁烯和水在低的相对浓度(在水中的丁烯和在丁烯中的水这二者)的体系中是彼此不混溶的。提升操作条件不会缓解不混溶性。反应物的不混溶性是已知的低单程转化率的一个原因。

另外，不混溶性还影响水合催化剂的分布。典型的水合催化剂倾向于水相或烃相—通常不是倾向于这二者。水合催化剂的这种不良分布不会促进整个双相体系的催化反应，而是主要仅在单相中。

因此需要提高在丁烯水合系统和工艺中丁烯向丁醇的单程转化率。

发明内容

一种用于由水和混合丁烯生产精制混合丁醇的丁醇生产系统，包括内部挡板单程反应器、分离系统和外部运动驱动器。所述反应器具有内部流体管道，所述内部流体管道由内壁以及近端和远端之间的操作长度限定。所述反应器具有沿着所述内部流体管道的操作长度的至少一部分的一组内部流动挡板。该组内部流动挡板和所述内壁限定一组挡板室。所述反应器能够有效地容纳含有水、混合丁烯和混合丁醇的工艺流体，以将所述工艺流体沿着工艺流体流动通路从所述近端附近经过所述内部流体管道输送至所述远端，并从所述远端附近提供粗产物。所述分离系统流体连接至所述反应器的所述远端附近。所述分离系统能够有效地接收所述粗产物，以及独立地从所述粗产物中选择性分离水和混合丁烯，从而生产精制混合丁醇。所述外部运动驱动器连接至所述反应器的所述近端附近。所述外部运动驱动器能够有效地引起通过所述反应器的所述工艺流体的非稳态流体流动。所述丁醇生产系统的实施方案包括其中各挡板室包含非均相丁烯水合催化剂的情况。所述非均相丁烯水合催化剂能够有效地在所述反应器的运行条件下将所述工艺流体中的所述混合丁烯选择性地转化为所述混合丁醇。

一种在丁烯水合催化剂的存在下利用丁醇生产系统由水和混合丁烯的组合生产精制混合丁醇的方法，包括以下步骤：将混合丁烯、水和丁烯水合催化剂引入到所述丁醇生产系统的内部挡板单程反应器，从而形成工艺流体。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得所述工艺流体从所述反应器的近端流至远端。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得外部运动驱动器引起所述工艺流体的非稳态流动。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得在所述丁烯水合催化剂的存在下发生混合丁烯和水的反应，从而生成混合丁醇。所述丁烯水合催化剂能够有效地在所述反应器的运行条件下将所述工艺流体中的混合丁烯选择性地转化为混合丁醇。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得分离系统独立地从粗产物中选择性分离水和混合丁烯，从而形成精制混合丁醇。

另一种在丁烯水合催化剂的存在下利用丁醇生产系统由水和混合丁烯的组合生产精制混合丁醇的方法，包括以下步骤：将混合丁烯和水引入到所述丁醇生产系统的内部挡板单程反应器，从而形成工艺流体。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得所述工艺流体从所述反应器的近端流至远端。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得外部运动驱动器引起所述工艺流体的非稳态流动。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得在所述丁烯水合催化剂的存在下发生混合丁烯和水的反应，从而形成混合丁醇。非均相丁烯水合催化剂位于各挡板室中，并且在所述内部挡板单程反应器的运行条件下，能够有效地将所述工艺流体中的所述混合丁烯选择性地转化为所述混合丁醇。所述方法包括以下步骤：运行所述丁醇生产系统，使得分离系统独立地从粗产物中选择性分离水和混合丁烯，从而形成精制混合丁醇。所述方法的实施方案包括将均相丁烯水合催化剂引入到所述内部挡板单程反应器。

丁醇生产系统包括内部挡板单程反应器，以解决不混溶反应物间的不良混合以及丁烯水合催化剂在工艺流体中不充分分布的问题。反应器具有其中发生混合和反应的挡板室。通过使用外部运动驱动器直接作用于工艺流体来引起经过反应器的工艺流体的非稳态，增强了不混溶组分的混合，并且将水合催化剂分布于整个工艺流体中。