[发明专利]一种气-液双循环氢甲酰化连续反应装置及工艺

说明书

本发明公开了一种气‑液双循环氢甲酰化连续反应装置及工艺。所述装置包括用于给反应补充合成气的合成气补充系统及用于反应的反应系统。高碳烯烃、催化剂、合成气进入氢甲酰化反应釜进行反应，反应所得的反应液依次进入反应液冷凝器、三相分离器，三相分离器内的液体静置分层后进行分离，其中，油相产品即为粗产品，含催化剂的水相产品返回催化剂缓冲罐收集，并再次泵送回反应系统循环使用。本发明提供了一种原料适应性强、操作简便、运行稳定，环境友好、能实现长周期运行的工艺及装置。此装置可以使气液充分接触，缩短CO/H₂溶解度达到最佳反应浓度的时间；催化剂溶液不经过膜蒸发器等设备分离就可以连续循环使用，此装置无废气、废液排放。

技术领域

本发明涉及烯烃氢甲酰化技术领域，具体涉及一种气液零排放的高碳烯烃气-液双循环氢甲酰化连续反应装置及工艺。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，这一国情决定了煤炭在今后相当长的时间内仍将是我国能源的主力，近年随着煤间接液化制油技术的工业化，为我们带来了丰富的α-烯烃，而高碳烯烃氢甲酰化法制备的高碳醛作为高附加值化学品将是其发展的重要领域。

氢甲酰化反应的催化剂体系在工业生产中经过了从钴到铑、从无配体到磷配体、从均相到两相的发展历程，其中德国鲁尔化学公司，巴斯夫公司，三菱化成公司，壳牌公司，UCC，RCH/RP等成为其工业化应用的典范，目前来看油溶性铑-膦配体催化剂的“液相循环工艺”仍是低碳烯烃氢甲酰化制备低碳醛的主流工艺。

中国专利CN 106164031 A中提到了丙烯或丁烯在均相催化体系下发生氢甲酰化反应制备丁醛或戊醛的气体循环工艺。

中国专利CN 102826975 A中提到丙烯在均相催化体系下发生氢甲酰化反应制备丁醛的气体循环及液体循环工艺。

中国专利CN 110526807 A中介绍了一种α-烯烃在水溶性铑-膦配体催化体系下发生氢甲酰化反应制备α-醛的连续液体循环工艺。

中国专利CN 105418394 A中介绍了一种C2-C10烯烃在水溶性铑-膦配体催化体系下发生氢甲酰化反应制备C3-C11醛的气相及液相连续循环工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有工业化氢甲酰化工艺及装置催化剂分离困难，在CO/H₂固定分压下每级反应由于未充分接触过量纯净合成气以至于不能以最快速度接近或达到最佳浓度，即两级反应均为非反应动力学控制，反应时间长，能耗高，给环境造成一定压力等。这些问题的存在使工业化装置长周期的连续化运行无法实现，并无法达到环保指标。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气-液双循环氢甲酰化连续反应装置，其特征在于，包括用于给反应补充合成气的合成气补充系统、烯烃及催化剂进料系统、用于反应的反应系统及产物分离系统；所述反应系统包括：

用于储存高碳烯烃的高碳烯烃缓冲罐；

用于储存催化剂的催化剂缓冲罐；

一个或一个以上氢甲酰化反应釜，合成气补充系统将合成气补充进氢甲酰化反应釜中；氢甲酰化反应釜气体不经过外部设备的分离，即可经压缩机提压后连续循环使用。多个氢甲酰化反应釜可并联可串联连续操作。

用于将高碳烯烃泵入氢甲酰化反应釜的高碳烯烃进料泵；

用于将催化剂泵入氢甲酰化反应釜的催化剂进料泵；

用于将氢甲酰化反应釜中产生的气体进行冷凝的反应釜冷凝器系统；

用于将氢甲酰化反应釜产生的液体进行处理的反应液冷凝器和三相分离器，三相分离器产生的油相即为粗产品；

用于将氢甲酰化反应釜产生的液体泵入反应液冷凝器的氢甲酰化反应釜底泵；