丁烯醛生產工藝的改進的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及丁烯醛生產工藝的改進。
【背景技術】
[0002]丁烯醛為無色或淡黃色的液體，是一種重要的化工原料，在工業上主要用于制取丁醛、丁醇、2-乙基己醇、山梨酸等化工產品。乙醛在堿性催化劑的作用下進行羥醛縮合反應生成3-羥基丁醛，3-羥基丁醛再在酸性條件下加熱脫水生成丁烯醛。
[0003]現有的丁烯醛生產工藝中，申請人公開的《丁烯醛生產工藝改進的制作方法》，原文鏈接:http://www.pulito.cn/zhuanl i/26/01121787.html。《丁稀醛生產工藝改進的制作方法》中乙醛縮合反應采用氫氧化鈉作催化劑，氫氧化鈉堿性較強，縮合反應劇烈，副產物多，丁烯醛收率較低；另外，《丁烯醛生產工藝改進的制作方法》中，3-羥基丁醛脫水塔及初餾塔產生的廢水排至污水處理池中沉降處理，隨著環保要求的升級管理，這種處理方法不能達到環保要求。經研究采用生化法、光催化氧化法、濕式催化氧化法等方法，都不適用于處理丁烯醛廢水，較好的方法就是焚燒法。由于該工藝采用氫氧化鈉作催化劑，廢水中含有大量的鈉鹽，不能直接進入我公司現有的處理丙烯酸廢水的焚燒爐進行焚燒處理，必須要先除去廢水中的鈉鹽后才能進入焚燒爐進行焚燒處理，于是又新上一套蒸餾除鈉離子裝置，除掉鈉離子的廢水進入焚燒爐進行焚燒處理，蒸餾除鈉過程能耗較高。
[0004]專利200610001 278公開了一種改進的丁烯醛生產工藝，包括使乙醛在有機胺的催化作用下縮合生成2-羥基丁醛，并使得到的2-羥基丁醛在酸性條件下脫水生成丁烯醛的過程。采用有機胺取代強堿作為羥醛縮合的催化劑，使縮合反應過程變得溫和易于控制，并且反應中的副產物特別是高聚物少，極大程度地解決了堵塞列管式加熱器的問題。另一方面，由于有機胺水溶液的堿性較弱，縮合反應中不需要用大量的水稀釋，從而減少了縮合反應產生的廢水量。采用該工藝，最終的產物一一丁烯醛的收率也提高了約3%，實際上也就提高了乙醛的轉化率，達到降低生產成本的目的。所述有機胺中，優選可以為三甲胺或三乙胺。申請人采用三甲胺或三乙胺作催化劑，在現有裝置內難以完成乙醛的縮合反應，必須對乙醛縮合塔進行改造，增加縮合塔反應段塔板數，延長反應時間才能完成乙醛的縮合反應。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決現有技術存在的問題，以四甲基氫氧化銨為催化劑，反應比較溫和，產生的高聚物大量減少，使產品收率有所增加。同時不需對乙醛縮合反應塔進行改造，工藝條件不需作出調整。本發明的另一個目的在于使用季銨堿做催化劑，廢水中不含有鈉離子，在廢水處理過程中，可以砍掉廢水蒸餾除鈉離子工序，廢水直接進入焚燒爐進行焚燒處理，做到廢水零排放，節省大量能源，降低生產成本。
[0006]本發明的技術方案是:丁烯醛生產工藝的改進，根據乙醛投料量大小，蒸汽冷凝水以600-10001/h量加入到乙醛縮合塔，使乙醛縮合塔、3-羥基丁醛脫水塔及初餾塔處于水蒸餾狀態；以四甲基氫氧化銨為催化劑，催化劑與乙醛、醋酸的摩爾比為1:1000:5 ;催化劑溶液、乙醛和醋酸分別連續加到泡罩縮合塔的第10塊、第11塊、第6塊塔板，反應生成3-羥基丁醛，反應溫度42-49°C，系統壓力0.05MPa;塔頂蒸出物冷凝后全回流，適當調整醋酸的加入量，使塔底液酸度在0.06-0.08mol/L ;塔底排出的3-羥基丁醛進入脫水塔，在酸性條件下脫水生成粗丁烯醛，脫水塔頂溫度106?118°C，塔底溫度139?141°C、塔內壓力
0.25Mpa，塔頂蒸出物經冷凝后，其中0.34份液體回流，其余部分同未凝氣相物進入初餾塔進行濃縮，初餾塔頂溫度56-59°C，塔底溫度137-140°C，塔內壓力0.25Mpa，塔頂蒸出的氣體乙醛冷凝后，返至縮合塔循環利用，從該塔中部采出的丁烯醛和水混合物經分層后，下層水去該塔下部填料段回收丁烯醛，其上層純度為89%的粗丁烯醛，經精制產出純度99.3%的成品丁烯醛；脫水塔及初餾塔底的廢水直接引入焚燒爐焚燒，達到廢水零排放。
[0007]本發明與現有技術相比具有突出的實質性特點和顯著的效果:
I)本發明采用季銨堿一一四甲基氫氧化銨為催化劑，既達到了反應溫和，減少了高聚物的生成，產品收率提高了 3.6%，同時由于四甲基氫氧化銨堿性強，使縮合反應能在規定的時間內反應完全，不需對乙醛縮合反應塔進行任何改造，工藝條件基本不變。
[0008]2)反應過程產生的廢水中不含有鈉離子，廢水直接引入焚燒爐進行焚燒處理，節約大量能源，每噸產品大約能節約1.0Mpa蒸汽I噸，按年產20000噸丁稀醛計，年可節約費用約400萬元。
[0009]3)砍掉了廢水蒸餾除鈉離子工序，廢水直接引入焚燒爐進行焚燒處理，達到廢水零排放的，實現綠色化工生產工藝。
【具體實施方式】
[0010]實施例1:
將流量10001/h的蒸汽冷凝水加入乙醛縮合塔中，使乙醛縮合塔、3-羥基丁醛脫水塔及初餾塔處于水蒸餾，連動狀態。純度不低于99%的流量為4000 L/h的乙醛，濃度為
1.2mol/l的四甲基氫氧化銨溶液58-63L/h，濃度為400g/l醋酸溶液50_55L/h分別連續投加到縮合塔的第11塊、第10塊、第6塊塔板，乙醛在四甲基氫氧化銨的作用下發生縮合反應生成3-羥基丁醛，控制縮合溫度47-49°C，塔內壓力0.05Mpa，塔頂蒸出物冷凝后全回流，適當調整醋酸的加入量，控制塔底液酸度在0.06-0.08mol/L，塔底的3-羥基丁醛栗入脫水塔內，在酸性條件下脫水生成粗丁烯醛，塔頂蒸出物經冷凝后，約9001/h液相物回流塔內，其余同未冷凝的氣相物進入初餾塔進行濃縮，控制初餾塔頂溫度56-59°C，塔底溫度137-140°C，塔內壓力0.25Mpa，塔頂蒸出的氣體乙醛冷凝后，返至縮合塔循環利用，從該塔中部采出的丁烯醛和水混合物，經分層后下層水去該塔下部填料段回收丁烯醛，其上層流