低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及丁醛生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]丁醛是重要有機(jī)化工原料的中間體，也是生產(chǎn)各種精細(xì)化工產(chǎn)品的重要原料。丁醛有正丁醛和異丁醛2種異構(gòu)體，正丁醛主要用于生產(chǎn)正丁醇和2-乙基己醇，還用于生產(chǎn)三羥甲基丙烷、聚乙烯醇縮丁醛等精細(xì)化工產(chǎn)品；異丁醛主要用于生產(chǎn)異丁醇、新戊二醇、縮合和酯化產(chǎn)品2，2，4-三甲基戊二醇、異丁酸、異丁腈等。
[0003]丁醛的合成方法很多，如:乙醛縮合法、丁醇氧化脫氫法和羰基合成法等，其中羰基合成法是合成丁醛的主要方法。羰基合成丁醛是以丙烯和合成氣(組成為氫氣和一氧化碳且其摩爾配比在1.02?1.04)為原料，在催化劑存在下反應(yīng)生成丁醛，再通過蒸餾將丁醛分離成正丁醛和異丁醛。丙烯的羰基合成工藝的發(fā)展經(jīng)歷了高壓鈷法、改性鈷法和低壓銠法，由于低壓銠法具有低溫、低壓、反應(yīng)速率快、副反應(yīng)少、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的工藝。
[0004]CN1135475公開了一種醛類的制備方法，其特征在于加熱羰基合成反應(yīng)區(qū)域流出的液體混合物，然后將它供給至氣體-液體接觸塔上部，與下部進(jìn)入的一氧化碳和氫氣對(duì)流接觸，以分離和回收未反應(yīng)的烯烴，并將回收的未反應(yīng)烯烴與一氧化碳和氫氣一起再供給至羰基合成化反應(yīng)區(qū)域，塔釜出料經(jīng)過分離催化劑得到丁醛產(chǎn)品。CN1133278A公開了一種丁醛的制備方法，采用較低壓力條件下運(yùn)行醛蒸餾塔，可以得到具有與在相對(duì)高的壓力條件下用常規(guī)方法可得到的基本上相同純度的醛，其中熱負(fù)荷控制到低的水平，塔底溫度可保持在低的水平，從而可以有效地回收來自其它步驟中的耗熱，進(jìn)而減少能量的消耗。CN102115433A公開了一種乙烯低壓羰基合成生產(chǎn)丙醛的方法，其以乙烯計(jì)的原料轉(zhuǎn)化率彡90%。丙醛產(chǎn)品含量彡99.5，其合成丙醛的方法同樣適用于丁醛。
[0005]目前，已有報(bào)道關(guān)于丙烯羰基合成丁醛的反應(yīng)和分離，實(shí)現(xiàn)手段是先在反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后產(chǎn)物須經(jīng)過高、低壓塔實(shí)現(xiàn)輕組分、催化劑與產(chǎn)物的分離，得到丁醛產(chǎn)品，將催化劑溶液返回反應(yīng)釜中。反應(yīng)精餾技術(shù)是化工行業(yè)中應(yīng)用日漸廣泛的一種將反應(yīng)與分離耦合在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行的過程強(qiáng)化技術(shù)，既可以節(jié)省設(shè)備的投資，又減少后續(xù)操作的費(fèi)用。目前應(yīng)用在羰基合成丁醛方面的反應(yīng)精餾技術(shù)還沒有相關(guān)專利與報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置，使用本實(shí)用新型提供的催化反應(yīng)精餾方法，具有分離工藝流程簡單、設(shè)備投資較低、操作方便和能耗較低等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型的低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置，主要由反應(yīng)精餾塔、閃蒸塔、吸收塔及汽提塔組成，主要產(chǎn)品為丁醛。本實(shí)用新型的方法及裝置的特點(diǎn)在于反應(yīng)精餾技術(shù)和設(shè)備的采用，在反應(yīng)精餾塔進(jìn)行丙烯的低壓羰基合成反應(yīng)的同時(shí)起到輕組分與丁醛的分離，通過后續(xù)操作還可以回收塔頂輕組分中的丙烯，實(shí)現(xiàn)原料的充分利用。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]本實(shí)用新型的低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置，包括反應(yīng)精餾塔、閃蒸塔、吸收塔、汽提塔、冷凝器、再沸器、壓縮機(jī)、泵以及相關(guān)進(jìn)料管線和連接以上設(shè)備的管線；反應(yīng)精餾塔塔頂設(shè)置冷凝器，塔底設(shè)置再沸器；反應(yīng)精餾塔塔頂冷凝器氣相出口連接到吸收塔的下部進(jìn)料口，液相出口連接到反應(yīng)精餾塔回流進(jìn)料口，塔底出料進(jìn)入閃蒸塔；閃蒸塔塔底出料為催化劑溶液連接到反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段上部的進(jìn)料口，塔頂出口連接到吸收塔的上部的進(jìn)料口 ；吸收塔的塔頂排出廢氣，塔底出料為粗丁醛進(jìn)入汽提塔上部進(jìn)料口 ；合成氣進(jìn)入汽提塔塔底進(jìn)料口，汽提塔塔頂氣體出口連接到反應(yīng)精餾塔進(jìn)料口，塔釜得到混合丁醛產(chǎn)品O
[0010]本實(shí)用新型的低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾方法是:原料丙烯(SOl)進(jìn)入反應(yīng)精餾塔(Tl)的反應(yīng)段的下部，原料合成氣(S02) —部分進(jìn)入反應(yīng)精餾塔(Tl)反應(yīng)段下部，一部分合成氣(S17)進(jìn)入汽提塔塔底；反應(yīng)精餾塔(Tl)塔頂氣相(S03)進(jìn)入反應(yīng)精餾塔塔頂冷凝器(El)，冷凝后氣相(S04)進(jìn)入吸收塔(T3)的底部，冷凝后液相(S05)全回流到反應(yīng)精餾塔(Tl)，反應(yīng)精餾塔(Tl)塔底為混合丁醛和催化劑溶液(S06)作為閃蒸塔(T2)的進(jìn)料；閃蒸塔(T2)塔頂為混合丁醛氣體(S07)進(jìn)入冷凝器(E3)冷凝后進(jìn)入泵(P2)加壓得到混合丁醛液體(S08)進(jìn)入吸收塔(T3)的頂部，閃蒸塔(T2)塔底為催化劑溶液(S09)進(jìn)入冷凝器(E4)冷卻，再經(jīng)過泵(Pl)加壓后的溶液(SlO)進(jìn)入反應(yīng)精餾塔(Tl)反應(yīng)段的上部；吸收塔(T3)塔頂氣體(S13)去燃料區(qū)，塔底采出粗丁醛(Sll)進(jìn)入泵(P3)加壓后的粗丁醛溶液(S12)進(jìn)入汽提塔(T4)的上部；合成氣(S17)與粗丁醛溶液(S12)在汽提塔(T4)中逆流接觸，汽提塔(T4)的塔頂氣體(S15)經(jīng)壓縮機(jī)(Cl)后的氣體(S16)可以作為原料返回反應(yīng)精餾塔(Tl)進(jìn)料，汽提塔(T4)的塔底采出混合丁醛產(chǎn)品(S14)。
[0011]低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾方法中:反應(yīng)精餾塔壓力1.7-1.9Mpa，反應(yīng)段溫度為80-110°C，催化劑為銠-三苯基膦，溶劑為丁醛的三聚物，也可以采用正丁醛做溶劑，反應(yīng)液中銠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為250-450ppm，三苯基膦質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-12%，進(jìn)料組成丙烯與合成氣的摩爾比為1:2-1:3 ;閃蒸塔壓力為0.1-1Mpa ;吸收塔壓力為0.1-1Mpa ;汽提塔壓力為0.l_3Mpa，粗丁醛溶液與合成氣摩爾比為1:1 ;本文中壓力均表示絕壓。
[0012]本實(shí)用新型的低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于將羰基合成丁醛反應(yīng)與丁醛提純精餾分離兩個(gè)單元操作，有機(jī)地耦合于一個(gè)設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)起到輕組分與丁醛的分離，既節(jié)省了設(shè)備投資，又減少了后續(xù)的操作費(fèi)用。通過閃蒸塔可以實(shí)現(xiàn)混合丁醛與催化劑溶液的分離。通過吸收塔和汽提塔的操作，可以回收反應(yīng)精餾塔塔頂冷凝后氣相中的丙烯，對(duì)丙烯的回收率達(dá)到90%，混合丁醛的質(zhì)量純度可以達(dá)到99%。
【附圖說明】
[0013]圖1為低壓羰基合成丁醛的反應(yīng)精餾裝置示意圖。
[0014]設(shè)備:Tl.反應(yīng)精餾塔，T2.閃蒸塔，T3.吸收塔，T4.汽提塔，Pl.催化劑溶液循環(huán)泵，P2.閃蒸塔塔頂采出泵，P3.吸收塔塔底采出泵，El.反應(yīng)精餾塔冷凝器，E2.反應(yīng)精餾塔再沸器，E3.閃蒸塔塔頂物料冷凝器，E4.閃蒸塔塔底物料冷凝器，Cl.壓縮機(jī)
[0015]物流:S01.原料丙烯，S02.原料合成氣，S03.反應(yīng)精餾