低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及丁醛生產技術領域，特別是涉及一種低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置。
【背景技術】
[0002]丁醛是重要有機化工原料的中間體，也是生產各種精細化工產品的重要原料。丁醛有正丁醛和異丁醛2種異構體，正丁醛主要用于生產正丁醇和2-乙基己醇，還用于生產三羥甲基丙烷、聚乙烯醇縮丁醛等精細化工產品；異丁醛主要用于生產異丁醇、新戊二醇、縮合和酯化產品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展經歷了高壓鈷法、改性鈷法和低壓銠法，由于低壓銠法具有低溫、低壓、反應速率快、副反應少、節省投資等優點，是目前應用最廣泛的工藝。
[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區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，與下部進入的一氧化碳和氫氣對流接觸，以分離和回收未反應的烯烴，并將回收的未反應烯烴與一氧化碳和氫氣一起再供給至羰基合成化反應區域，塔釜出料經過分離催化劑得到丁醛產品。CN1133278A公開了一種丁醛的制備方法，采用較低壓力條件下運行醛蒸餾塔，可以得到具有與在相對高的壓力條件下用常規方法可得到的基本上相同純度的醛，其中熱負荷控制到低的水平，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，進而減少能量的消耗。CN102115433A公開了一種乙烯低壓羰基合成生產丙醛的方法，其以乙烯計的原料轉化率彡90%。丙醛產品含量彡99.5，其合成丙醛的方法同樣適用于丁醛。
[0005]目前，已有報道關于丙烯羰基合成丁醛的反應和分離，實現手段是先在反應釜中進行反應，反應完成后產物須經過高、低壓塔實現輕組分、催化劑與產物的分離，得到丁醛產品，將催化劑溶液返回反應釜中。反應精餾技術是化工行業中應用日漸廣泛的一種將反應與分離耦合在同一設備中同時進行的過程強化技術，既可以節省設備的投資，又減少后續操作的費用。目前應用在羰基合成丁醛方面的反應精餾技術還沒有相關專利與報道。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置，使用本實用新型提供的催化反應精餾方法，具有分離工藝流程簡單、設備投資較低、操作方便和能耗較低等優點。
[0007]本實用新型的低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置，主要由反應精餾塔、閃蒸塔、吸收塔及汽提塔組成，主要產品為丁醛。本實用新型的方法及裝置的特點在于反應精餾技術和設備的采用，在反應精餾塔進行丙烯的低壓羰基合成反應的同時起到輕組分與丁醛的分離，通過后續操作還可以回收塔頂輕組分中的丙烯，實現原料的充分利用。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]本實用新型的低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置，包括反應精餾塔、閃蒸塔、吸收塔、汽提塔、冷凝器、再沸器、壓縮機、泵以及相關進料管線和連接以上設備的管線；反應精餾塔塔頂設置冷凝器，塔底設置再沸器；反應精餾塔塔頂冷凝器氣相出口連接到吸收塔的下部進料口，液相出口連接到反應精餾塔回流進料口，塔底出料進入閃蒸塔；閃蒸塔塔底出料為催化劑溶液連接到反應精餾塔反應段上部的進料口，塔頂出口連接到吸收塔的上部的進料口 ；吸收塔的塔頂排出廢氣，塔底出料為粗丁醛進入汽提塔上部進料口 ；合成氣進入汽提塔塔底進料口，汽提塔塔頂氣體出口連接到反應精餾塔進料口，塔釜得到混合丁醛產品O
[0010]本實用新型的低壓羰基合成丁醛的反應精餾方法是:原料丙烯(SOl)進入反應精餾塔(Tl)的反應段的下部，原料合成氣(S02) —部分進入反應精餾塔(Tl)反應段下部，一部分合成氣(S17)進入汽提塔塔底；反應精餾塔(Tl)塔頂氣相(S03)進入反應精餾塔塔頂冷凝器(El)，冷凝后氣相(S04)進入吸收塔(T3)的底部，冷凝后液相(S05)全回流到反應精餾塔(Tl)，反應精餾塔(Tl)塔底為混合丁醛和催化劑溶液(S06)作為閃蒸塔(T2)的進料；閃蒸塔(T2)塔頂為混合丁醛氣體(S07)進入冷凝器(E3)冷凝后進入泵(P2)加壓得到混合丁醛液體(S08)進入吸收塔(T3)的頂部，閃蒸塔(T2)塔底為催化劑溶液(S09)進入冷凝器(E4)冷卻，再經過泵(Pl)加壓后的溶液(SlO)進入反應精餾塔(Tl)反應段的上部；吸收塔(T3)塔頂氣體(S13)去燃料區，塔底采出粗丁醛(Sll)進入泵(P3)加壓后的粗丁醛溶液(S12)進入汽提塔(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)經壓縮機(Cl)后的氣體(S16)可以作為原料返回反應精餾塔(Tl)進料，汽提塔(T4)的塔底采出混合丁醛產品(S14)。
[0011]低壓羰基合成丁醛的反應精餾方法中:反應精餾塔壓力1.7-1.9Mpa，反應段溫度為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，反應液中銠的質量分數為250-450ppm，三苯基膦質量分數為8-12%，進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]本實用新型的低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置，其優點在于將羰基合成丁醛反應與丁醛提純精餾分離兩個單元操作，有機地耦合于一個設備中同時進行，同時起到輕組分與丁醛的分離，既節省了設備投資，又減少了后續的操作費用。通過閃蒸塔可以實現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，可以回收反應精餾塔塔頂冷凝后氣相中的丙烯，對丙烯的回收率達到90%，混合丁醛的質量純度可以達到99%。
【附圖說明】
[0013]圖1為低壓羰基合成丁醛的反應精餾裝置示意圖。
[0014]設備:Tl.反應精餾塔，T2.閃蒸塔，T3.吸收塔，T4.汽提塔，Pl.催化劑溶液循環泵，P2.閃蒸塔塔頂采出泵，P3.吸收塔塔底采出泵，El.反應精餾塔冷凝器，E2.反應精餾塔再沸器，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
[0015]物流:S01.原料丙烯，S02.原料合成氣，S03.反應精餾