[发明专利]一种用ZAPO分子筛催化乙炔生产乙醛的制备方法

说明书

本发明公开了一种用ZAPO分子筛催化乙炔生产乙醛的制备方法，该方法步骤包括原料气乙炔和水预热后，在流化床内通过ZAPO分子筛催化，连续水合制得乙醛，再经过分离、吸收、精馏，得到乙醛产品，且催化剂可连续再生使用。本发明工艺简单、稳定、高效，解决了乙炔水合生产乙醛对汞催化剂的依赖，避免汞对人体和环境产生的危害，具有较高的生产使用价值。

技术领域

本发明属于化学技术领域，具体涉及一种用ZAPO分子筛催化乙炔生产乙醛的制备方法。

背景技术

乙醛，又称醋醛，属醛类，是一种具有分子式CH₃CHO或MeCHO的有机化合物。由于在大自然当中存在广泛以及工业上的大规模生产，乙醛被认为是醛类当中最重要的化合物之一。乙醛可存在于咖啡，面包，成熟的水果中，它还可以通过植物作为代谢产物而生成。乙醇在被氧化后生成为乙醛且被认为是宿醉的成因。乙醛常温下为液态，无色、可燃，有刺鼻的气味。其熔点为-123.5℃，沸点为20.2℃。可以被还原为乙醇，也可以被氧化成乙酸。

乙醛是一种重要的基本有机化工原料,可用于生产醋酸、醋酐、醋酸乙醋、丁醛、丁醇、季戊四醇、吡啶和氯乙醛等。目前工业生产乙醛的方法主要有四种：(1)乙醇脱氢或氧化法；(2)轻油氧化法；(3)乙烯直接氧化法；(4)乙炔水合法。

近年来，因为中国富煤少油的能源结构特点，煤化工产业迅速发展，乙炔水合生产乙醛逐步成为优势工艺路线，目前市面上主流制备乙醛的方式也是采用乙炔水合生产的方法。并且传统的汞法乙炔水合制乙醛的工艺，汞催化剂会对人体和环境产生严重危害，且加工的效率比较一般。

发明内容

对此，本发明提出一种新的用于乙炔水合制备乙醛的生产工艺及其催化剂体系，且该催化剂体系不含汞，以解决目前市面上乙醛常规的制备方法存在的效率一般且对环境有较大危害的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用ZAPO分子筛催化乙炔气相水合连续生产乙醛的制备方法，结合附图，具体包括如下步骤：

(1)物料预热和混合：乙炔由气柜进入缓冲器，经水环式乙炔压缩机加压后进入气液分离器(103)除去所带的水分，然后经计量送入混合器；将饱和蒸汽先送入过热炉加热，再经过热蒸汽包，经计量进入混合器与乙炔气均匀混合。

(2)水合反应和催化剂的再生：混合气送入沸腾床水化反应器，在一定的温度和压力下，经催化剂在流化床内进行气固相催化反应；反应后的气体进入内旋风分离器回收催化剂，再经外旋风分离器捕集催化剂粉末；

由于磨损而消耗的催化剂必须用新鲜催化剂进行补充，新鲜催化剂由催化剂补充料斗定时用氮气压入水合反应器；

水合反应器内的催化剂依靠器内压力连续流入气固喷嘴，用氮气连续送至再生器进行再生，由外管来的压缩空气，经空气缓冲器进入再生器上部进行换热后进入空气过热器，加热后送入再生器进行再生，使催化剂面的焦炭烧掉。再生后的废气先进入内旋风分离器回收催化剂粒子，再经外旋风分离器捕集催化剂粉末，最后经尾气水封放空；

再生后的催化剂自然流入水合反应器使用。

(3)反应气的冷却与分离：经过分离捕集催化剂细粒的反应气经降温后导入急冷塔由稀乙醛泵把稀乙醛水溶液打到塔顶喷淋，同时由储水罐从塔底部注入大量软水用于反应气的水洗、冷却，将反应气冷却后，利用反应气的热量把稀乙醛提浓。经冷却后的反应气从急冷塔顶部出来进入水冷凝器，用工业水进行冷凝，冷凝液流入稀乙醛中间槽，再进入稀乙醛贮槽，未凝气进入盐水冷凝器用-5℃的盐水进行冷凝，经气液分离器进行分离，分离液流入稀乙醛贮槽。

(4)乙醛的吸收和精馏：由气体分离器出来的未凝气进入乙醛吸收塔，用溶剂泵将水经水冷却器冷却至5℃后送至乙醛吸收塔顶进行喷淋，吸收液由塔底排至稀乙醛贮槽，未被吸收的气体经分离器大部分循环至乙炔缓冲器和新鲜乙炔混合作为原料，而少量气体放空以避免由于惰性气体的积累而影响水合反应的进行。