丁醛加氢生产丁醇的反应精馏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及丁醇生产技术领域，特别是涉及一种丁醛加氢生产丁醇的反应精馏装置。
【背景技术】
[0002]丁醇是重要的基本有机化工原料，主要用途是作为树脂、油漆、胶黏剂和增塑剂的原料，也可用作油脂、香料和药物的萃取剂及醇酸树脂涂料的添加剂，此外还可用作选矿用消泡剂、洗涤剂、脱水剂和合成香料的原料。
[0003]丁醇的生产方式可分为发酵法、乙醛法和羰基合成法。由于发酵法和乙醛法工艺流程长，设备腐蚀严重，极不经济，现有装置已基本淘汰。当今丁醇生产的主要方法是以丙烯为原料羰基合成法合成丁醛，再通过丁醛加氢生产丁醇。CN1221723A公开了一种醛气相加氢制备醇的方法，通过将含氮的碱加入到待加氢的醛中，从而抑制副产物的生成，获得高选择性和高收率的醇。CN1278237A公开了一种生产正丁醇的方法，在小于等于约6重量％的水分存在下，正丁醛通过加氢得到正丁醇反应产物，且分馏塔中存在约0.01-6重量％水条件下，对产物进行提纯，目的是使副产物二正丁基醚以三元低共沸的形式与正丁醇分离。CN102408304A公开了一种醛选择加氢制备醇的方法，专利中使用含有载体、金属活性组分和硅烷基团的加氢催化剂，在此催化剂上副产物的量可大幅度降低，具有催化剂使用寿命长，积碳少的优点。
[0004]丁醛加氢反应除了生成正丁醇和异丁醇，还会发生少量的副产物，副产物有戊醇、辛醇、酯和醚等。目前，对加氢反应产物的分离，主要采用脱轻塔和脱重塔和正异丁醇分离塔获得正丁醇产品和异丁醇产品。反应精馏技术是化工行业中应用日渐广泛的一种将反应与分离耦合在同一设备中同时进行的过程强化技术，在设备投资方面该技术也比反应与分离分开操作的流程更加经济。目前还没有将反应精馏技术应用在丁醛加氢制丁醇过程的相关专利与报道。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种丁醛加氢生产丁醇的反应精馏装置，使用本实用新型提供的催化反应精馏方法，具有工艺流程简单、设备投资较低、操作方便和能耗较低等优点。
[0006]本实用新型的丁醛加氢生产丁醇的反应精馏方法及装置，主要由蒸发器、反应精馏塔、丁醇精馏塔及正异丁醇分离塔组成，主要产品为正丁醇和异丁醇。本实用新型的方法及装置的特点在于反应精馏技术和设备的采用，可以在反应精馏塔进行丁醛加氢反应的同时塔顶分离出轻组分，通过后续分离可以得到正、异丁醇，减少工艺流程，节省设备投资。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]本实用新型的丁醛生产丁醇的反应精馏装置，包括蒸发器、反应精馏塔、丁醇精馏塔、正异丁醇分离塔、冷凝器、再沸器、压缩机、泵以及相关进料管线和连接以上设备的管线；反应精馏塔、丁醇精馏塔、正异丁醇分离塔塔顶均设置冷凝器，反应精馏塔、丁醇精馏塔、正异丁醇分离塔塔底均设置再沸器；蒸发器塔顶气相出口连接到反应精馏塔；反应精馏塔塔顶冷凝器气相出口连接到压缩机，压缩机出口连接到反应精馏塔氢气进料口，冷凝器出口液相作为轻组分产物采出，塔底为粗丁醇产品连接到丁醇精馏塔进料口 ；丁醇精馏塔塔顶出料为混合丁醇进入正异丁醇分离塔，塔底为重组分副产物；正异丁醇分离塔塔顶出料为异丁醇产品，塔底出料为正丁醇产品。
[0009]本实用新型的丁醛加氢生产丁醇的反应精馏方法是:原料丁醛(SOl)经过蒸发器(Vl)汽化后的丁醛气体(S02)与原料氢气(S03) —起进入反应精馏塔(Tl)反应段的下部；反应精馏塔(Tl)塔顶气相(S04)进入反应精馏塔塔顶冷凝器(El)，冷凝后气相为未反应的氢气(S05)经过压缩机(Cl)加压后的氢气(S06)返回反应精馏塔(Tl)进料，冷凝后液相
(507)经过反应精馏塔回流采出泵(Pl)得到液相，按操作回流比控制，一部分作为回流液
(508)，另一部分作为塔顶轻组分(S09)采出，塔底采出粗丁醇(SlO)作为丁醇精馏塔(T2)的进料；丁醇精馏塔(T2)塔顶气相(Sll)经过冷凝器(E3)冷凝后的液相(S12)经过丁醇精馏塔回流采出泵(P2)得到液相，按操作回流比控制，一部分作为回流液(S13)，另一部分为混合丁醇(S14)作为正异丁醇分离塔(T3)进料，塔底采出重组分副产物(S15);正异丁醇分离塔(T3)塔顶气相(S16)经过冷凝器(E5)冷凝后的液相(S17)经过正异丁醇分离塔回流采出泵(P3)得到液相，按操作回流比控制，一部分作为回流液(S18)，另一部分作为异丁醇产品(S19)采出，塔底采出正丁醇(S20)产品。
[0010]丁醛加氢生产丁醇的反应精馏方法中:蒸发器压力为0.01-3MPa ;反应精馏塔采用镍和/或铜基催化剂，反应段温度为100-250°C，优选110-130°C，压力为0.01_2MPa，回流比为10-100，氢醛摩尔比为10:1-30:1 ;丁醇精馏塔塔压力为0.5-lMPa，回流比为1-100 ；正异丁醇分离塔压力为0.1-1MPa,回流比为20-100 ;本文中压力均用绝压表示。
[0011]本实用新型的丁醛加氢生产丁醇的反应精馏方法及装置，其优点在于将丁醛加氢反应与丁醇提纯精馏分离两个单元操作，有机地耦合于一个设备中同时进行，反应完成同时对反应产物进行提纯，既节省了设备投资，又减少了后续的操作费用。通过后续丁醇精馏塔和正异丁醇分离塔分离后得到的正丁醇质量纯度可以达到99.5%，异丁醇的质量纯度可以达到99%。
【附图说明】
[0012]图1为丁醛加氢生产丁醇的反应精馏装置示意图。
[0013]设备:V1.蒸发器，Tl.反应精馏塔，T2.丁醇精馏塔，T3.正异丁醇分离塔，Pl.反应精馏塔回流采出泵，P2.丁醇精馏塔回流采出泵，P3.正异丁醇分离塔回流采出泵，El.反应精馏塔冷凝器，E2.反应精馏塔再沸器，E3.丁醇精馏塔冷凝器，E4.丁醇精馏塔再沸器，E5.正异丁醇分离塔冷凝器，E6.正异丁醇分离塔再沸器，Cl.压缩机，
[0014]物流:S01.原料丁醛，S02.丁醛气体，S03.原料氢气，S04.反应精馏塔塔顶气相，S05.未反应的氢气，S06.经