专利名称：一种乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法
技术领域：
本发明是一种乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法。属于含有一 CHO基连接在非环 碳原子上的饱和化合物的制备。
背景技术：
丙醛在医药、农药原料，涂料、塑料、食品、饲料添加剂，以及下脚轻纺助剂等方面 得到广泛的应用。而且近年来，国内外市场对于丙醛产品的需求量不断增加。丙醛工业化生产方法主要采用丙烯氧化制备丙酮副产丙醛、环氧丙烷异构化合成 丙醛、乙烯高压羰基合成和乙烯低压羰基合成。其中乙烯低压羰基合成路线，由于设备造价 低，动力消耗少，操作条件稳定，是采用较多的工艺方法。目前，以乙烯、一氧化碳和氢气为原料，采用铑膦络合物催化剂体系，将混合原料 气通入溶解有催化剂的丙醛中，进行乙烯羰基合成反应，制备丙醛产品。存在的问题是
1.需要投入庞大的设备，用于催化剂与产品丙醛的分离，设备投资大，工艺操作繁琐。在催化剂与产品乙醛的分离工艺过程中，混合物料反复加热，催化剂容易分解、失 活，也会造成催化剂的流失，导致催化剂耗量大。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中存在的不足之处，而提供一种设备简单， 投资省，工艺操作简便，催化剂耗量少的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法。本发明的目的可以通过如下措施来达到
本发明的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法，以乙烯、一氧化碳和氢气为原料，采用铑 膦络合物催化剂体系，通过乙烯氢甲酰化反应合成丙醛，其特征在于包括合成操作单元和 精馏操作单元
a合成操作单元包括压缩机、合成反应器、粗丙醛收集槽、气提塔装置；合成反应器和 粗丙醛收集槽上方分别设有雾沫分离器；具体工艺流程如下
将乙烯与合成气(一氧化碳+氢气)通入反应器中，搅拌下，在催化剂的丙醛溶液中反 应，生成的气相丙醛通过设置在反应器顶部的雾沫分离器，将气体中夹带的催化剂雾滴分 离，并回流到反应器中，气体丙醛顺序流经羰基合成冷却器、羰基合成冷凝器，使气相丙醛 冷凝为液相，流入粗丙醛收集槽；未冷凝的气体经设置在粗丙醛收集槽上方的雾沫分离器， 分离下的雾滴，回流到粗丙醛收集槽，未冷凝的气体进入循环压缩机，返回羰基合成反应器 继续参加合成反应；
粗丙醛收集槽内的粗丙醛，经粗丙醛泵送入气提塔上部，与气提塔底上升的合成气逆 流接触，将粗丙醛中的乙烯、乙烷等轻组分气提出来，从气体塔顶部流出，与循环气混合后 进入羰基合成反应器，继续参加反应，气提塔底部排出粗丙醛送往精馏系统操作单元； b.精馏系统操作单元
来自气提塔底部的粗丙醛，送往丙醛精馏塔，塔顶蒸出的丙醛气体，进入丙醛冷凝器，
3冷凝后，流入回流液接收槽，然后。经回流泵加压后，一部分返回塔顶作为回流，另一部分 经丙醛冷却器冷却后送入丙醛产品贮槽。本发明的催化剂体系采用金属铑催化剂与配位体三苯基膦的无铁丙醛溶液催化 剂体系，催化剂溶液中铑浓度为SOppm 150ppm，三苯基膦重量百分浓度为1. 5% — 3% ；
本发明的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法，操作条件如下；
a.反应器
反应温度78°C 110°C，反应压力0. 8Mpa 1. 8Mpa ；
b.压缩机
出口压力为1. OMpa 2. OMpa,出口温度40°C 60°C ；
c.精馏塔
塔顶温度48°C 70°C，塔底温度80°C 130°C，塔顶压力0. 02Mpa 0. 06Mpa。本发明的发明人通过在羰基合成反应器上部设置高效率的雾沫分离器，在粗丙醛 收集槽上方设置高效率的雾沫分离器，实现了催化剂与丙醛产品的分离。在气提塔中，通过 合成气与粗丙醛的逆流接触，回收了粗丙醛中夹带的原料乙烯，提高了原料的利用率；循环 压缩机提供了原料气循环多次参加反应，大大提高了原料气的转化率；产品与催化剂分离 设备的简易化，避免了催化剂的分解、失活，减少了催化剂的损失。也大大的减少了设备投 资。从而完成了本发明。本发明的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法公开的技术方案，相比现有技术有如 下积极效果
1.提供了一种设备简单，投资省，工艺操作简便，催化剂耗量少的乙烯低压羰基合成 生产丙醛的方法。通过在羰基合成反应器上部设置高效率的雾沫分离器，在粗丙醛收集槽上方设置 高效率的雾沫分离器，实现了催化剂与丙醛产品的分离。在气提塔中，通过合成气与粗丙醛的逆流接触，回收了粗丙醛中夹带的原料乙烯， 提高了原料的利用率；
4.循环压缩机提供了原料气循环多次参加反应，大大提高了原料气的转化率；以乙烯 计的原料转化率> 90%。产品与催化剂分离设备的简易化，大大的减少了设备投资。避免了催化剂的分解、 失活，减少了催化剂的损失。丙醛产品含量彡99.5%。
图1是合成操作单元装置及工艺流程示意图。图2是精馏操作单元装置及工艺流程示意图。
具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步鲜署 实施例1
结合图1对本发明进行详细说明界区乙烯与经过气提塔的原料合成气和来自循环气压缩机的循环气混合后，经过安装 在羰基合成反应器R201底部的不锈钢喷射环，进入羰基合成反应器，再经搅拌达到良好的 分散作用，以提高气体在反应液中的传质效果，反应温度80°C，反应压力1.5Mpa，催化剂为 金属铑催化剂，配位体为三苯基膦，溶剂为无铁丙醛，催化剂溶液中铑浓度为lOOppm，三苯 基膦浓度为2. 0%。此反应为放热反应，反应热一部分有反应器内的盘管移走，另一部分热量 由循环气带出。冷却盘管冷却介质为调温水。离开羰基合成反应器的气体首先进入雾沫分离器V202，以除去气体中夹带的液体 微滴。气体经雾沫分离器后进入羰基合成冷却器E201和羰基合成冷凝器E202，羰基合成冷 却器E201用冷却水使气体冷却，羰基合成冷凝器E202用的冷冻剂将物料冷却，使丙醛冷凝 为液相，流入粗丙醛收集槽V203，经不凝气收集槽分离器V204除去雾沫液滴后(雾沫液滴 返回粗丙醛收集槽V203)，气体经循环压缩机加压后返回羰基合成反应器。粗丙醛收集槽V203内的粗丙醛冷凝液，经粗丙醛泵P201A/B加压后送入气体塔 T201上部，自下而上的粗丙醛，与气提塔底进来的合成气逆向接触，将粗丙醛冷凝液中的乙 烯、乙烷等轻组分气提出来。从气体塔顶出来合成气与乙烯和循环气混合后进入羰基合成 反应器。气提塔T201排出的粗丙醛送至丙醛精馏塔T301。结合图2对本发明进行详细说明
由气提塔底部出来的粗丙醛，送往丙醛精馏塔T301，精馏系统主要包括精馏塔，塔顶温 度50°C，塔底温度95°C，塔顶压力0. 04Mpa,塔顶蒸出的丙醛气体，经丙醛冷凝器E301将大 部分丙醛冷凝后流入回流液受槽V302进行气液分离，回流液受槽内的丙醛液体，经回流泵 P304A/B加压后，一部分返回塔顶作为回流，另一部分丙醛经丙醛冷却器E303冷却后，送入 丙醛贮槽。少量的含有重组分的塔釜残液经P302A/B泵送入残液受槽。按照上述工艺方法生乙醛，以乙烯计的原料转化率92%。丙醛产品含量99. 6%。
权利要求
1.一种乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法，以乙烯、一氧化碳和氢气为原料，采用铑膦 络合物催化剂体系，通过乙烯氢甲酰化反应合成丙醛，其特征在于包括合成操作单元和精 馏操作单元，其中a合成操作单元包括压缩机、合成反应器、粗丙醛收集槽、气提塔装置；合成反应器和 粗丙醛收集槽上方分别设有雾沫分离器；具体工艺流程如下将乙烯与合成气(一氧化碳+氢气)通入反应器中，搅拌下，在催化剂的丙醛溶液中反 应，生成的气相丙醛通过设置在反应器顶部的雾沫分离器，将气体中夹带的催化剂雾滴分 离，并回流到反应器中，气体丙醛顺序流经羰基合成冷却器、羰基合成冷凝器，使气相丙醛 冷凝为液相，流入粗丙醛收集槽；未冷凝的气体经设置在粗丙醛收集槽上方的雾沫分离器， 分离下的雾滴，回流到粗丙醛收集槽，未冷凝的气体进入循环压缩机，返回羰基合成反应器 继续参加合成反应；粗丙醛收集槽内的粗丙醛，经粗丙醛泵送入气提塔上部，与气提塔底上升的合成气逆 流接触，将粗丙醛中的乙烯、乙烷等轻组分气提出来，从气体塔顶部流出，与循环气混合后 进入羰基合成反应器，继续参加反应，气提塔底部排出粗丙醛送往精馏系统操作单元；b.精馏系统操作单元，工艺流程如下来自气提塔底部的粗丙醛，送往丙醛精馏塔，塔顶蒸出的丙醛气体，进入丙醛冷凝器， 冷凝后，流入回流液接收槽，然后。
2.经回流泵加压后，一部分返回塔顶作为回流，另一部分经丙醛冷却器冷却后送入丙 醛产品贮槽。
3.根据权利要求1的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法，其特征在于所述催化剂体系 采用金属铑催化剂与配位体三苯基膦的无铁丙醛溶液催化剂体系，催化剂溶液中铑浓度为 80ppm 150ppm，三苯基膦重量百分浓度为1. 5% — 3% ；根据权利要求1的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法，其特征在于工艺条件如下a.反应器反应温度78°C 110°C，反应压力0. 8Mpa 1. 8Mpa ；b.压缩机出口压力为1. OMpa 2. OMpa,出口温度40°C 60°C ；c.精馏塔塔顶温度48°C 70°C，塔底温度80°C 130°C，塔顶压力0. 02Mpa 0. 06Mpa。
全文摘要
本发明是一种乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法。属于含有－CHO基连接在非环碳原子上的饱和化合物的制备。以乙烯、一氧化碳和氢气为原料，采用铑膦络合物催化剂体系，通过乙烯氢甲酰化反应合成丙醛，其特征在于包括合成操作单元和精馏操作单元，其中，合成操作单元包括压缩机、合成反应器、粗丙醛收集槽、气提塔装置；其中，合成反应器和粗丙醛收集槽上方分别设有雾沫分离器；采用金属铑催化剂与配位体三苯基膦的无铁丙醛溶液催化剂体系，催化剂溶液中铑浓度为80ppm～150ppm，三苯基膦重量百分浓度为1.5%—3%。提供了一种设备简单，投资省，工艺操作简便，催化剂耗量少的乙烯低压羰基合成生产丙醛的方法。以乙烯计的原料转化率≥90％。丙醛产品含量≥99.5％。
文档编号C07C47/02GK102115433SQ20101057459
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者周立亮, 孙桂奇, 宋雪洋, 崔课贤, 李仁德, 林荣恒, 王安军, 董京军 申请人:淄博诺奥化工有限公司