[实用新型]一种乙炔与甲醛制备1,4-丁二醇的强化系统

说明书

本实用新型适用于丁二醇的生产技术领域，提供了一种乙炔与甲醛制备1,4‑丁二醇的强化系统及工艺，包括依次对应连接的甲醛制备装置、1,4‑丁炔二醇制备装置、1,4‑丁二醇制备装置和精馏装置，还包括智能控制装置；1,4‑丁二醇制备装置包括1,4‑丁二醇反应器，其内部设有微界面发生器，微界面发生器将氢气破碎成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡；入口端分别连接给料泵、催化剂进料结构和氢气罐，出口端连接催化剂回收器；智能控制装置包括策略设置单元、参数控制单元和模型设置单元。借此，本实用新型能够使加氢工段反应更充分，1,4‑丁二醇的产量更高，避免催化剂原料浪费，降低生产成本，实现智能化操作。

技术领域

本实用新型涉及丁二醇的生产技术领域，尤其涉及一种乙炔与甲醛制备1,4-丁二醇的强化系统。

背景技术

1,4-丁二醇是甲醇系列产品链之一，是一种重要的基本有机化工和精细化工原料，生产商在生产1,4-丁二醇的过程中，一般都不以1,4-丁二醇为最终产品，而是注重1,4-丁二醇衍生物的延伸，1,4-丁二醇衍生物是附加价值较高的精细化工产品，广泛用做溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、泡沫人造革、纤维和工程塑料等方面；由于1,4-丁二醇产品的用途广泛，用量大，因此，1,4-丁二醇的生产技术就需要不断提高。

1,4-丁二醇的生产方法主要包括：(1)以甲醛和乙炔为原料的Reppe法(炔醛法)；(2)以丁二烯和醋酸为原料的丁二烯乙酰氧基化法；(3)以环氧丙烷/丙烯醇为原料的环氧丙烷法；(4)以正丁烷/顺酐为原料的Davy法。由于国内丁二烯及环氧丙烷较为短缺，采用这两种方法生产1,4-丁二醇尚未成熟，根据资源优势选择生产方法，在国内主要是Reppe法(炔醛法)。

Reppe法的生产工艺流程主要包括甲醛工段、炔化工段、加氢工段和产品精馏工段，甲醛工段主要是原料甲醇和空气在催化剂的作用下生成甲醛；炔化工段主要是乙炔与甲醛水溶液在催化剂作用下进行炔醛反应生成精1,4-丁炔二醇；加氢工段主要是在一定压力下将1,4-丁炔二醇和氢气在催化剂作用下生成粗1,4-丁二醇；产品精馏工段主要是对1,4-丁二醇进行精馏处理得到高纯度1,4-丁二醇产品。

加氢工段的反应是将1,4-丁炔二醇和氢气生成粗1,4-丁二醇，随着反应的进行，反应容器内剩余未反应的1,4-丁炔二醇与生成的粗1,4-丁二醇形成浆液，氢气需要混在浆液中与剩余的1,4-丁炔二醇反应，而氢气进入浆液后容易形成气泡，与浆液混合不均匀，就会导致反应不充分，1,4-丁二醇的产量就会下降。

现有技术中，为了提高氢气与丁炔二醇的混合效果，使反应更充分，以提高1,4-丁二醇的产量，加氢工段主要采用两段加氢的方法：一段加氢采用带搅拌的淤浆床反应器，反应温度50～60℃，反应压力1.5～3.0MPa；二段加氢采用固定床高压1,4-丁二醇反应器，反应温度110～165℃，反应压力7～30MPa。两段加氢法一般采用搅拌或者鼓泡的方式，而传统的搅拌桨或鼓泡塔反应器中只能产生厘米或大毫米尺度的湍流涡，因此，即使再加大搅拌电机功率，其大部分能量也只能转化为热能，而不能转变成为小气泡生成所需的表面能，导致氢气与丁炔二醇混合不均匀；同时，为了进一步促进反应充分进行，加氢过程中增加催化剂的用量。

但是现有技术加氢工段仍然存在如下问题：

1、为了促进加氢工段的反应，生产商都会加大催化剂的量，提高了生产成本。

2、由于加大了加氢工段催化剂的量，经常出现催化剂反应不完全的现象，剩余的催化剂造成浪费，且进入后续系统后，会影响后续系统的正常生产。

3、氢气与浆液混合过程中，仍然会存在搅拌死角，氢气、催化剂与浆液仍然存在搅拌不均匀的问题，致使加氢工段反应不充分，影响1,4-丁二醇的产量。

4、搅拌并不能打破或者不能完全打破氢气的气泡，氢气就无法与浆液混合均匀。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。