[发明专利]一种基于微界面强化碳四加氢的系统及工艺

说明书

本发明涉及一种基于微界面强化碳四加氢的系统及工艺，包括：碳四加氢单元、物料换热单元、冷却分离单元、精馏单元和微界面发生器。本发明通过加装微界面发生器对氢气进行处理，破碎氢气使其形成微米尺度的微米级气泡，使氢气微米级气泡与1,3‑丁二烯混合形成气液乳化物，氢气微米级气泡与1,3‑丁二烯混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，以在预设操作条件范围内强化气液组分的传质效率和反应效率提高氢气的反应效率，以确保反应的充分有效进行，提高氢气利用率，进而保证反应速率，达到了强化反应的目的，降低1‑丁烯的生产成本。

技术领域

本发明涉及1,3-丁二烯选择加氢制1-丁烯技术领域，尤其涉及一种基于微界面强化碳四加氢的系统及工艺。

背景技术

石油烃蒸汽裂解制乙烯装置副产大量的混合碳四，其中1,3-丁二烯的质量分数为50％左右，通常这部分1,3-丁二烯通过抽提等方法从碳四中分离出来。1,3-丁二烯是合成橡胶、合成树脂的重要单体，国内主要用作合成橡胶，而某些乙烯生产装置特别是中小型规模的装置，下游没有配套的合成橡胶装置，不需要1,3-丁二烯却往往需要大量的高纯度1-丁烯。因此，将1,3-丁二烯加氢制备1-丁烯是合理利用碳四资源的经济工艺路线。

1-丁烯是重要的基础化工原料之一，1-丁烯是合成仲丁醇、脱氢制丁二烯的原料；顺、反2-丁烯用于合成C4、C5衍生物及制取交联剂、叠合汽油等；异烯是制造丁基橡胶、聚异丁烯橡胶的原料，与甲醛反应生成异戊二烯，可制成不同分子量的聚异丁烯聚合物以用作润滑油添加剂、树脂等，水合制叔丁醇，氧化制有机玻璃的单体甲基丙烯酸甲酯。此外异丁烯还是抗氧剂叔丁基对甲酚和环氧树脂及有机合成原料。

中国专利公开号：CN105399593A公开了一种碳四馏分中1,3-丁二烯选择加氢制1-丁烯的方法，在氢气存在下，在反应入口温度为30℃～60℃、反应压力为0.6～2.0MPa、以碳四馏分的液态体积计量的反应空速为10～60h-1、氢气与1,3-丁二烯摩尔比为0.2～10的条件下，在固定床反应器中使液相碳四馏分与一种活化后的复合型催化剂接触制备1-丁烯；所述的复合型催化剂包括连续有机相碳和分散相雷尼合金粒子，其中分散相雷尼合金粒子均匀或不均匀地分散在连续有机相中；所述的连续相碳是由可碳化的有机物或其混合物碳化后得到的；所述的雷尼合金包括金属铜和可被沥滤的元素铝。由此可见，所述方法存在以下问题：

第一，所述方法中仅通过将氢气通入固定床反应器内，与1,3-丁二烯加氢反应获得1-丁烯，气相组分氢气进入固定床反应器形成大气泡，然而由于气泡体积过大，无法与液相组1,3-丁二烯分充分接触，降低了系统的反应效率。

第二，所述方法中氢气与1,3-丁二烯反应速率降低，导致氢气利用率降低，很大程度上造成原料的浪费，增加了1-丁烯的生产成本，不符合现有的循环经济的要求。

发明内容

为此，本发明提供一种基于微界面强化碳四加氢的系统及工艺，用以克服现有技术中物料间混合不均匀产生副产物导致的系统反应效率低的问题。

一方面，本发明提供一种基于微界面强化碳四加氢的系统，包括：

碳四加氢单元，用以为氢气和1,3-丁二烯提供反应场所；

物料换热单元，与所述碳四加氢单元相连，用以为氢气和1,3-丁二烯进行换热处理，并对其进行定量传输；

冷却分离单元，与所述碳四加氢单元相连，用以为对碳四加氢单元输出物料进行冷却并处理；

精馏单元，与所述冷却分离单元相连，用以为对冷却分离单元输出物料进行精馏；