一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置及方法与流程

本发明属于合成，尤其涉及一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置及方法。

背景技术：

1、丙醛作为重要的化工中间体和高附加值精细化学品，常被用于生产丙酸、丙醇等精细化学品，同时也广泛的应用于农药、塑料、医药、橡胶等多个领域。目前丙醛的生产工艺主要有乙烯氢甲酰化法、丙醇氧化法、丙烯醛加氢还原法、丙酮副产法等，其中乙烯氢甲酰化法因设备造价低，操作条件稳定，成为目前国内外丙醛生产的主流方法。

2、乙烯氢甲酰化合成丙醛又可分为气相循环法和液相循环法，液相循环法是将带有催化剂的溶剂进行循环，需要将催化剂与反应物进行分离；气相循环法是将催化剂和反应溶剂留在反应釜里，通过气相循环带出反应的产物，不需要进行催化剂和反应物的分离，可降低催化剂的损耗。而传统的气相循环法采用单级反应釜，造成大量未反应的气相原料在反应釜内循环，具有较低的原料转化率，反应效率也较低。现有技术中，采用多釜并联的形式代替传统的单釜反应，通过并联一个或多个反应釜提高反应效率；或采用多釜串联的形式，通过增加相同的一级或多级反应釜达到提高反应效率的目的，但是新增的一级或多级反应釜需要加入更多的催化剂液体，增加生产成本。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的方法，该方法可实现在不增加催化剂液体用量的前提下，提高原料转化率。

2、本发明还提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，使用该装置合成丙醛可实现在不增加催化剂液体用量的前提下，提高原料转化率。

3、本发明还提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，使用该装置合成丙醛可实现在不增加催化剂液体用量的前提下，提高原料转化率。

4、第一方面，本发明提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的方法，包括以下步骤：

5、1)使包括乙烯、一氧化碳、氢气和第一催化剂液相体系的原料体系在第一反应单元中进行一次反应，得到包括丙醛和剩余气相原料的混合气体；

6、2)所述混合气体在所述第一反应单元内上行进入第二反应单元中，与第二催化剂液相体系在所述第二反应单元中进行二次反应，得到粗丙醛气体；所述第二催化剂液相体系来源于所述第一催化剂液相体系；

7、其中，所述第二催化剂液相体系的质量流量为所述混合气体的5-40％。

8、如上所述的方法，还包括：使所述第二催化剂液相体系下行进入所述第一反应单元参与所述一次反应的步骤。

9、如上所述的方法，步骤2)还包括：对所述二次反应的反应体系进行气液分离，得到所述粗丙醛气体。

10、如上所述的方法，还包括：对所述粗丙醛气体进行冷凝处理，得到液相物流和气相物流，将所述气相物流返回参与所述第一反应和/或第二反应，利用合成气原料对所述液相物流进行汽提处理，得到丙醛液体。

11、如上所述的方法，所述汽提处理后的合成气原料返回参与所述第一反应和/或第二反应。

12、第二方面，本发明提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，包括反应单元，所述反应单元包括内部相互导通的第一反应单元和第二反应单元，所述第二反应单元位于所述第一反应单元的上部；

13、所述第一反应单元的底部包括催化剂出口，所述第二反应单元的侧壁包括催化剂入口，所述催化剂出口通过第一催化剂循环管道与所述催化剂入口连通。

14、第三方面，本发明提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，包括第一反应单元和第二反应单元；所述第一反应单元的气相出口通过气相管道与所述第二反应单元的气相入口连通，所述第一反应单元的催化剂出口通过第一催化剂循环管道与所述第二反应单元的催化剂入口连通。

15、如上所述的装置，还包括第二催化剂循环管道，所述第二反应单元的底部包括催化剂出口，所述第一反应单元的侧壁包括催化剂入口，所述第二反应单元的催化剂出口通过所述第二催化剂循环管道与所述第一反应单元的催化剂入口连通。

16、如上所述的装置，所述第一反应单元包括n个第一反应子单元，其中，n≥1；

17、所述n个第一反应子单元的催化剂出口分别通过n个第一催化剂循环管道与所述第二反应单元的n个催化剂入口连通；所述n个第一反应子单元的气相出口分别通过n个气相管道与所述第二反应单元的n个气相入口连通；所述第二反应单元的催化剂出口分别通过n个第二催化剂循环管道与所述n个第一反应子单元的催化剂入口连通。

18、如上所述的装置，所述第二反应单元为填料塔；

19、所述第二反应单元的催化剂入口位于填料的上方，所述第二反应单元的气相入口位于填料的下方。

20、本发明提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的方法，通过对催化剂液相体系进行重复使用，且精准控制第二催化剂液相体系的质量流量，可实现在不增加催化剂液相体系用量的前提下，提高原料转化率。

技术特征：

1.一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：使所述第二催化剂液相体系下行进入所述第一反应单元参与所述一次反应的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2)还包括：对所述二次反应的反应体系进行气液分离，得到所述粗丙醛气体。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：对所述粗丙醛气体进行冷凝处理，得到液相物流和气相物流，将所述气相物流返回参与所述第一反应和/或第二反应，利用合成气原料对所述液相物流进行汽提处理，得到丙醛液体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述汽提处理后的合成气原料返回参与所述第一反应和/或第二反应。

6.一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，其特征在于，包括反应单元，所述反应单元包括内部相互导通的第一反应单元和第二反应单元，所述第二反应单元位于所述第一反应单元的上部；

7.一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置，其特征在于，包括第一反应单元和第二反应单元；所述第一反应单元的气相出口通过气相管道与所述第二反应单元的气相入口连通，所述第一反应单元的催化剂出口通过第一催化剂循环管道与所述第二反应单元的催化剂入口连通。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括第二催化剂循环管道，所述第二反应单元的底部包括催化剂出口，所述第一反应单元的侧壁包括催化剂入口，所述第二反应单元的催化剂出口通过所述第二催化剂循环管道与所述第一反应单元的催化剂入口连通。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一反应单元包括n个第一反应子单元，其中，n≥1；

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述第二反应单元为填料塔；

技术总结
本发明提供一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的装置及方法，所述方法包括以下步骤：1)使包括乙烯、一氧化碳、氢气和第一催化剂液相体系的原料体系在第一反应单元中进行一次反应，得到包括丙醛和剩余气相原料的混合气体；2)所述混合气体在所述第一反应单元内上行进入第二反应单元中，与第二催化剂液相体系在所述第二反应单元中进行二次反应，得到粗丙醛气体；所述第二催化剂液相体系来源于所述第一催化剂液相体系；其中，所述第二催化剂液相体系的质量流量为所述混合气体的5‑40％。本发明合成丙醛的方法，可实现在不增加催化剂液相体系用量的前提下，提高原料转化率。

技术研发人员：李泽华,贺鑫平,骆彩萍,杨志国,熊超,王煊
受保护的技术使用者：华陆工程科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5