[发明专利]一种烯烃水合反应装置及烯烃水合方法

说明书

本发明公开了一种烯烃水合反应装置及烯烃水合方法。所述的烯烃水合反应装置包括微通道混合设备I、微通道混合设备II和烯烃水合反应器。烯烃水合方法如下：将水烯比≥1的烯烃相和水相经微通道混合设备I混合形成混合物料I，作为主反应物料由烯烃水合反应器底部进入，将水烯比＜1的烯烃相和水相经微通道混合设备II混合形成混合物料II，作为强化传质物料引入反应器内，混合物料I和II在催化剂床层发生烯烃水合反应，反应产物由反应器顶部出口流出，进入下一分离单元。本发明通过改善烯烃和水的混合状态以及混合进料方式，强化整个反应过程的传质，改善烯烃水合反应速率和原料单程转化率，降低水烯比，提高烯烃水合装置的生产效率。

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，具体地说涉及一种烯烃水合反应装置及烯烃水合方法。

背景技术

烯烃水合工艺是液（烯烃）-液（水）-固（催化剂）三相催化反应，因此反应速率及转化率受液-液传质的影响很大。而烯烃和水两液相的相互溶解度较小，制约了烯烃水合工艺的反应效率及产能。烯烃水合反应中，以环己烯水合制环己醇、正丁烯水合仲丁醇、异丁烯水合制备叔丁醇、异戊烯水合制叔戊醇为典型的、重要的烯烃水合反应。

在环己烯水合制环己醇过程中，目前工业上使用的环己烯直接水合生产装置的反应器形式是二级串联全混釜反应器，单程转化率较低（一般＜10%），造成大量未反应的环己烯与环己醇多次循环精馏分离，能耗较高。

CN109651081A提出了一种环己烯水合制备环己醇的反应精馏方法及其装置，该方法在反应液中加入相转移催化剂，使环己烯、水、催化剂和相转移催化剂形成浆态状溶液，在反应精馏塔内发生环己烯水合反应生成环己醇，反应精馏法虽然从理论上可以大大的提高环己烯的转化率，降低系统能耗，但水合反应速率慢。US3257469使用极性有机溶剂用来增加烯烃与水的互溶性，通过增大反应物分子向催化剂表面的扩散速度和产物向溶剂中的扩散速度，从而提高碳五烯烃的转化率。US4182920采用三级烯烃水合反应器，反应温度为30～80℃，反应压力为0.46～1 .4MPa（绝压），水/戊烯的重量比范围为0.59～1.18，丙酮/戊烯的重量比范围为4.18～7.85，反应速率仍然很慢。

异丁烯水合制备叔丁醇过程中，异丁烯等烃类与水的相互溶解度小，在以液态混合时，容易形成两液相。异丁烯水合的关键技术在于使碳四混烃与水形成均匀分散体或者溶液，以提高反应的转化率。CN1304917A采用异丁烯与水逆流进料的方法进塔、并且产物叔丁醇连续出塔的操作方式，以提高两相浓度差，提高反应速率和异丁烯转化率，但是该方法存在水比大、空速小、催化剂成型困难等问题。CN02151547.6提供了一种以含异丁烯的混合碳四为原料，通过水合反应制备叔丁醇的方法，在非离子型表面活性剂和催化剂存在下，混合碳四馏分中的异丁烯与水在催化蒸馏塔中反应生成叔丁醇。本发明提供的叔丁醇制备方法大大提高了异丁烯的转化率及叔丁醇选择性，降低了生产叔丁醇的成本。CN98812676.1提供了一种生产叔丁醇的方法中，为了增加混合碳四与水的互溶性，在反应原料中加入了叔丁醇，反应的转化率可以达到80-90%，该方法依靠离心泵的作用将叔丁醇、水和液相碳四烃三相强制混合，促进溶解，但实际采用离心泵的方法进行强制混合，也只是相间宏观混合，很难在微观上混合均匀。

综上所述，对于烯烃水合反应（一般为环己烯水合制环己醇、正丁烯水合仲丁醇、异丁烯水合制备叔丁醇、异戊烯水合制叔戊醇），烯烃与水的互溶性大大影响了传质反应速率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种烯烃水合反应装置及烯烃水合方法，本发明通过改善烯烃和水的混合状态以及混合进料方式，强化整个反应过程的传质，改善烯烃水合反应速率和原料单程转化率，降低水烯比，提高烯烃水合装置的生产效率。本发明中所述的水烯比均为水相与烯烃相的质量比。

本发明的烯烃水合反应装置，包括微通道混合设备I、微通道混合设备II和烯烃水合反应器；