一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统的制作方法

1.本实用新型涉及有机化学品合成领域，具体为一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统。


背景技术：

2.1,4-丁二醇是一种重要的基本有机化工原料和精细化工原料，用途广泛，其衍生物是具有高附加价值的精细化工产品，广泛用于溶剂、医药、聚氨酯、纤维、工程塑料、化妆品、增塑剂、固化剂、农药等领域。
3.丁二醇的生产方法有炔醛法、丁二烯乙酰氧化法、二氯丁烯水解法、烯丙醇氢甲酰化法、顺酐加氢法等，目前工业装置主要采用炔醛法。但炔醛法存在工艺流程长、加氢压力高等缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供了一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，解决了炔醛法合成丁二醇工艺条件苛刻的问题。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
6.一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，包括管壳式的反应器，反应器包括第一程和第二程，第一程的进口分别与丁二醛管、氢气管连通，第一程内设有固体催化剂床层，第一程的出口与丁二醇管连通，第二程的进口与循环冷却液管连通。利用反应器的第一程进行加氢催化反应，利用反应器的第二程进行冷却，保证反应温度恒定，实现在较温和的温度和压力下合成丁二醇。
7.进一步的，所述的第一程为管程、第二程为壳程。即通过管程进行化学反应，通过壳程进行换热降温。
8.进一步的，所述的反应器的列管内设有固体催化剂。利用列管内空间布置固体催化剂，形成固定床层。
9.进一步的，所述的固体催化剂为铜-铬催化剂。同样的，固体催化剂也可以采用其它具有优良催化效果的催化剂。
10.进一步的，所述的丁二醛管和氢气管均与反应器的底部连接，丁二醇管与反应器的顶部连接。实现原料从底部进入，产品从顶部排出。
11.进一步的，所述的第二程的出口与汽液混合介质管连通，汽液混合介质管与分离器连通，分离器的液相出口与循环冷却液管连通，分离器的气相出口与气相管连通。通过通入的冷却液对反应进行降温，冷却液受热发生相变，通过分离器对汽夜进行分离。
12.进一步的，所述的补充冷却液管与分离器下部连通，循环冷却液管与反应器下部壳程的进口连通，上部壳程的出口与汽夜混合介质管连通，分离器中心高度高于上管板。通过分离器高于上管板，在反应器壳程部分冷却液吸热汽化形成汽夜混合物，其密度低于循环液管和分离器液相，从而汽夜形成密度差，密度差推动冷却液实现自循环。
13.进一步的，所述的冷却液管为锅炉给水管，气相管为蒸汽管。通过锅炉给水对反应进行降温，得到副产蒸汽。
14.本实用新型的有益效果：提供一种新型的恒温固定床反应器系统，该系统以丁二醛和氢气为原料，以铜/铬为催化剂，在较温和的温度和压力下，通过丁二醛液相加氢合成丁二醇，降低了反应工艺条件的要求。
15.前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
16.图1是本实用新型结构示意图。
17.图中：1-反应器，2-丁二醛管，3-氢气管，4-丁二醇管，5-分离器，6-补充冷却液管，7-汽夜混合介质管，8-循环冷却液管，9-气相管。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
19.参考图1所示，一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，包括反应器1、丁二醛管2、氢气管3、丁二醇管4、分离器5、补充冷却液管6、汽夜混合介质管7、循环冷却液管8和气相管9。
20.反应器1为管壳式，包括上下两端的管箱和管板，上下管板之间连接有外壳，同时上下管板之间连接有列管，列管连通上下的管箱。管箱、管板和列管内壁之间形成管程，外壳和列管外壁之间形成壳程。
21.下部管程的进口分别与丁二醛管2、氢气管3连接并连通，列管内设有固体催化剂，优选的，固体催化剂为铜-铬催化剂，形成固体催化剂床层，上部管程的出口与丁二醇管4连通。
22.原料丁二醛和氢气从底部(或顶部)进入固定床反应器，氢气与丁二醛液体在催化剂床层发生加氢反应生成丁二醇，反应产物(粗1,4-丁二醇)从反应器顶部(或底部)采出。
23.反应器1上部壳程的出口与汽夜混合介质管7连通，汽夜混合介质管7与分离器5连通，分离器5的液相出口与循环冷却液管8连通，循环冷却液管8与下部壳程的进口连通，分离器5的气相出口与气相管9连通，分离器5中心高度高于反应器1的上管板。
24.补充冷却液管6与与分离器5下部进口连通，补充冷却液管6为锅炉给水管，气相管9为蒸汽管。该加氢反应为放热反应，反应热由壳程热水汽化带走，反应床层温度维持恒定，得到副产低压蒸汽。
25.在反应器外部设置了热水与蒸汽分离的分离器，该分离器中心高度略高于反应器上管板，通过热虹吸原理，大流量的热水/蒸汽在分离器和反应器壳程自循环带走反应热，从而达到控制反应器列管内的温度恒定的目的。
26.前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本
例和选择例都可以进行任意组合。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，包括管壳式的反应器(1)，反应器(1)包括第一程和第二程，其特征在于：所述的第一程的进口分别与丁二醛管(2)、氢气管(3)连通，第一程内设有固体催化剂床层，第一程的出口与丁二醇管(4)连通，第二程的进口与循环冷却液管(8)连通。2.根据权利要求1所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的第一程为管程、第二程为壳程。3.根据权利要求1所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的反应器(1)的列管内设有固体催化剂。4.根据权利要求1或3所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的固体催化剂为铜-铬催化剂。5.根据权利要求1或2所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的丁二醛管(2)和氢气管(3)均与反应器(1)的底部连接，丁二醇管(4)与反应器(1)的顶部连接。6.根据权利要求2所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的第二程的出口与汽液混合介质管(7)连通，汽液混合介质管(7)与分离器(5)连通，分离器(5)的液相出口与循环冷却液管(8)连通，分离器(5)的气相出口与气相管(9)连通。7.根据权利要求6所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：补充冷却液管(6)与分离器(5)下部连通，循环冷却液管(8)与反应器(1)下部壳程的进口连通，上部壳程的出口与汽液混合介质管(7)连通，分离器(5)中心高度高于上管板。8.根据权利要求6或7所述的丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，其特征在于：所述的冷却液管(6)为锅炉给水管，气相管(9)为蒸汽管。

技术总结
本实用新型公开了一种丁二醛加氢合成丁二醇的恒温固定床反应器系统，包括管壳式的反应器，反应器包括第一程和第二程，第一程的进口分别与丁二醛管、氢气管连通，第一程内设有固体催化剂床层，第一程的出口与丁二醇管连通，第二程的进口与循环冷却液管连通。本实用新型的有益效果：提供一种新型的反应器系统，该系统以丁二醛和氢气为原料，以铜/铬为催化剂，在较温和的温度和压力下，通过丁二醛液相加氢合成丁二醇，降低了反应工艺条件的要求。降低了反应工艺条件的要求。降低了反应工艺条件的要求。


技术研发人员：梁建平 赵雯婷 谭海军 王亚林 代渝 王玉玫 宋尧
受保护的技术使用者：中国成达工程有限公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/5/10