[发明专利]一种用于烯(醚)醛气相法合成异戊二烯的抗积碳与废水、废热综合利用的生产系统及方法

说明书

本发明提供了一种异戊二烯的生产系统，包括提升管反应器；与所述提升管反应器的出口相连接的分离器；与所述分离器的固相出口相连接再生器；所述再生器的出口与所述提升管反应器的催化剂入口相连接；与所述分离器的产物出口相连接的缓冲罐；与所述缓冲罐的汽相出口相连接的吸收塔。这种抗积碳与废水、废热综合利用的生产系统，能够利用废水、废热，通过调节废水的流量和温度、缓冲罐的温度，调节产物气流的温度，使高沸点组分不能完全气化，粘附在夹带的催化剂粉尘表面，停留在缓冲罐中，从而减少了产物中高沸点、活泼的长链烯烃类化合物、催化剂粉尘引发积碳，反应产物在管路中的停留时间，进而有效减少积碳的形成，延长设备的生产周期。

技术领域

本发明涉及醚醛法合成异戊二烯技术领域，涉及一种异戊二烯的生产系统及生产方法，尤其涉及一种用于烯(醚)醛气相法合成异戊二烯的抗积碳与废水、废热综合利用的生产系统及方法。

背景技术

异戊二烯是重要的化工原料，最重要的应用是生产异戊橡胶、液体异戊橡胶、丁基橡胶等，也广泛用于合成高附加值的精细化学品，如合成异戊烯氯、甲基庚烯酮、芳樟醇、柠檬醛、月桂烯、熏衣草醇、维生素A、E、K、拟除虫菊酯。目前，异戊二烯的生产方法主要有物理法、化学法。物理法以石脑油裂解制乙烯的副产物C5馏分为原料，采用不同的溶剂体系萃取分离得到异戊二烯，该方法依赖于乙烯产业规模，导致我国可用C5馏分分散，运输成本过高，且近年来乙烯产业受页岩气技术冲击，C5馏分减少。化学法包括异戊烷(烯)脱氢法、丙烯二聚法、乙烯-丙酮法、异丁烯-甲醛法，其中，上世纪后半叶，发展的烯醛法合成异戊二烯被誉为是生产异戊二烯最具工业前景的技术(European Cheimcal News,No.5,105,28(1964),化学世界,1965,5, 213)，其中烯醛两步法已经在俄罗斯实现产业化，但存在诸如产物总体收率不高、强酸催化剂对设备腐蚀、造成环境污染等缺点。因而，后续的研究又以固体酸为催化剂，发展了异丁烯-甲醛气相一步法合成异戊二烯。烯醛气相一步法可有效避免这些问题，且烯醛气相一步法生产异戊二烯流程短、操作简单、工艺灵活、产物纯度高。

根据反应条件和流程，气相法生产异戊二烯反应温度较高(250～400℃)，然而，反应产物组成复杂，除主要含有的异丁烯(原料中烯或醚过量)、异戊二烯外，还含有2-丁烯、间戊二烯、1-丁烯、2,4,4-三甲基-1-戊烯、5,5-二甲基-2-己烯、2,5-二甲基-3-己烯、2,4,4-三甲基-2-戊烯、2,3,4-三甲基-2-戊烯、 2,3-二甲基-1-己烯、3,4-二甲基-3-己烯、2,4-二甲基-2-己烯、3,4-二甲基-2-己烯、2,5-二甲基-1-己烯、2,4-二甲基-1-己烯、2,6-二甲基-1-己烯、2,4,4-三甲基-2-戊烯、2,3,4-三甲基-2-戊烯、3,3-二甲基-1-己烯、2,5-二甲基-2-己烯、2,4,4- 三甲基-2-戊烯、2,3,4-三甲基-2-戊烯、2,3-二甲基-2-己烯、3-甲基-4-亚甲基- 己烷、3,4-二甲基-2-己烯、1,2,4,4-四甲基环戊烯、6,6-二甲基-2,4-庚二烯、2,6- 二甲基-2,4-庚二烯、3,5,5-三甲基-环己烯、1,6,6-三甲基-环己烯、3,5,5-三甲基环己烯、3,4,4-三甲基环己烯、2,3,5-三甲基1,3-己二烯、2,6-二甲基-2,4-庚二烯、二甲基-3-辛炔、1,4-二甲基-2-乙烯基环己烷、2,4-二甲基庚烷、1,4-二甲基-2-乙烯基环己烷、1,2,3-三甲基苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1-乙基-4-甲基-苯、1,2,3-三甲基苯和1,3,5-三甲基苯、3-甲基-丁醛、3-甲基-2-丁烯 -1-醇、4-甲基-二氢吡喃、4,4-二甲基-2-戊烯、3-甲基-2-环戊烯-1-酮、2,3,4- 三甲基-环己-2-烯-1-酮、正十六烷酸、十八烷酸等。其中，C8烯烃类化合物的沸点在100℃左右，C9的烯烃类化合物沸点在150℃左右，吡喃类化合物沸点在140℃左右，C9的芳烃类化合物沸点在200℃左右，长链羧酸、酯、酮、醇类化合物沸点更高。反应产物从反应器(温度约300℃)进入管道，温度降低，其中高沸点组分和长链烯烃组分遇到固体就会粘附其表面，如管壁，随气流夹带出的催化剂粉尘，并发生二次反应。久而久之，形成粘稠状褐色液体，在加热烘烤情况下逐渐固化，形成所谓的“积碳”，造成该段管路严重阻塞，反应器不能正常工作，被迫停车清理。而且若简单的提高管路加热温度，则不仅减少产率，增加原料消耗等，而且还会加速固化，形成更多积碳。