[发明专利]一种气氛在线可控的合成气制乙醇醛反馈装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于乙醇醛生产技术领域，具体涉及一种气氛在线可控的合成气制乙醇醛反馈装置及其应用。

背景技术

乙醇醛作为有机合成的一种重要原料，不仅是乙二醇的中间体，也是最小的糖分子，能与丙烯醛反应生成核糖，对生物体内RNA的合成有非常重要意义，同时也可用于农药、药物的合成、蛋白质改性剂、还原剂和抗菌剂等，具有十分可观的市场价值。目前乙醇醛主要是通过乙二醇或二羟马来酸为原料制备，这些合成途径成本较高，不适合大规模生产。甲醛加氢甲酰化法合成乙醇醛采用成本低廉的多聚甲醛和合成气H₂/CO为原料，是一种具有发展前景的生产方法。

甲醛加氢甲酰化法合成路线属于高压均相反应，不同的铑前驱体要求的高压原料气配比有所不同，而且原料气配比直接影响反应过程催化剂结构及反应性能。铑前驱体在CO/H₂气氛下大量生成中间产物HRh(CO)₂(PPh₃)₂，若氢压过低不利于活性铑氢化物的形成，高CO压力又将形成惰性物种Rh(CO)₄^-，控制合适的CO/H₂配比对不同的铑前驱体活化尤为重要；其次在反应过程中，CO/H₂过高抑制中间产物HRh(CO)₂(PPh₃)₂转化为配位数不饱和的活性物种HRh(CO)₂(PPh₃)，配位能力弱的甲醛难以配位铑氢化物，降低反应活性；反应过程中CO随插入反应的消耗，CO/H₂降低，氢压过高容易直接氧化加成形成副产物甲醇，甲醇产量增大。因此高压原料气配比对催化剂的活化及反应过程催化剂结构微调至关重要，根据不同铑前驱体结构和反应产物评价数据及时反馈指导原料气H₂/CO配比调节有利于提高乙醇醛产率。而采用常规的高压反应釜存在以下问题：1.原料气H₂/CO配比调节操作繁琐且周期长，无法根据不同铑前驱体及时调节原料气配比，长时间放置后原料气各组分分布不均；2.反应评价数据无法及时地反馈指导反应过程的原料气H₂/CO配比调节；3.气路拆卸切换频繁，增加气体泄漏安全隐患且工作繁琐。

针对上述问题设计一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置及其应用十分必要。

发明内容

本发明提供一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置及其应用的技术解决方案，主要用于解决现有合成气制备乙醇醛高压反应装置存在的技术问题：1.原料气配比相对固定，变更周期长，无法根据铑前驱体组分有针对性地调节原料气配比；2.反应评价数据分析周期长，无法及时地反馈指导反应过程原料气配比调变；3.气路拆卸频繁，增加安全隐患且工作繁琐。

1.本发明所提供的一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置，其特征在于：

包括气体控制系统A、增压系统B、反应釜系统C、分析系统D和中央处理系统E；其中：

(1)气体控制系统A包括原料气管路、惰性气管路、混合气管路、分析管路和放空管路五部分；原料气管路一包括依次连接的第一原料气钢瓶、输气管道、第一减压阀3a、第一压力表4a、第一开关阀5a、第一针型阀9a、第一压力传感器10a、第一压力处理系统11a和第一储气罐13a；原料气管路二包括依次连接的第二原料气钢瓶、输气管道、第二减压阀3b、第二压力表4b、第二开关阀5b、第二针型阀9b、第二压力传感器10b、第二压力处理系统11b和第二储气罐13b；