[发明专利]生产含氧产物的工艺

说明书

本发明涉及生产含氧产物的工艺，更具体地说，涉及一种工艺，其中，丙烯、一氧化碳和氢在适当催化剂存在下反应生成象丁醛和正丁醇这类含氧产物，而未反应丙烯则循环返回反应器。

工业上生产丁醛是通过在适当催化剂作用下，丙烯、一氧化碳和氢发生加氢甲酰化反应而实现的。反应后排出物包括产物丁醛、未反应的丙烯、氢和一氧化碳，以及少量付产物。类似地，正丁醇的工业生产系借助丙烯在适当催化剂作用下与一氧化碳和氢发生的加氢甲酰化一氢化来现实的。按照一种工业化丁醛生产方法，反应在带搅拌反应器内，在气-液混合相中，在约130℃及绝压约14大气压下，按半间歇方式进行。该反应为强放热反应，部分反应热靠热交换撤除而其余的热量则用来蒸发反应产物，这样，产物可以容易地以气流形式从反应器移出，从而有利于产物及未反应的反应物料从残余催化剂中分离。气相产物流在出反应器以后受到充分冷却，致使大多数丁醛产物冷凝。出反应器的未凝气相流，其中包括氢、一氧化碳、包括丙烯和丙烷在内的低级链烷烃以及一些丁醛，按习惯循环到反应器中。为防止非反应性组分，例如低级链烷类的积累，从系统排放掉一小部分循环流。随后，汽提冷凝液，较好用蒸汽，以便从产物流中除掉残留挥发物(主要是丙烯和丙烷)。汽提塔气相排出物经冷却以便把蒸汽冷凝之后，将挥发物流循环至反应器中。

在上述工艺中遇到的突出不利之处源于如下的事实：工业级丙烯通常含少量，例如至多约10％(体积)的丙烷。由于丙烷一般不受加氢甲酰化催化剂之影响，故排出物流往往含丙烷，而且排出物中可含丙烷的量可能是很可观的，尤其当采用低纯丙烯为原料时更是如此。在这类情况下，为防止丙烷在系统内累积，必须排放掉相当大体积的挥发份。不幸的是，此时一定量的丙烯和丁醛也随排放流被排出系统。

由于很难将丙烷与丙烯分离，故当丙烯进料含丙烷杂质时，几乎无法达到丙烯循环加氢甲酰化过程的高效运转。为提高循环丁醛加氢甲酰化过程效率，人们正在进行着不懈的努力，包括研究探索在丙烯循环到反应器之前从丙烯中分离出丙烷的改良方法。而本发明就提供一种此类改良方法。

本发明是一种生产诸如丁醛的含氧产物的循环工艺，它采用含有做为杂质的丙烷的丙烯与一氧化碳和氢进行加氢甲酰化生产丁醛。该循环工艺也可用来借助丙烯的加氢甲酰化及氢化生成醇的反应生产正丁醇。含有所需含氧产物、未反应丙烯和丙烷，以及可能还有的未反应的一氧化碳和氢的生成产物流，以汽态被导出反应器。然后，可以通过一步或多步变压吸附，把部分或全部产物流中未冷凝部分中的丙烷去除，继而把剔除丙烷的流(一股或多股)循环返回至反应器中。

根据本发明的第一个具体实施方案，含有做为杂质的丙烷的丙烯、氢、一氧化碳被引入到反应容器中，并与其中的加氢甲酰化催化剂或加氢甲酰化-氢化催化剂接触，从而产生一股包括混合丁醛或混合丁醛及正丁醇、未反应丙烯、丙烷以及通常还有的未反应的一氧化碳及氢的气相产物流。接着，把该产物流在产物冷凝器中冷却以生成一种含有大部分丁醛或混合丁醛及正丁醇，以及一些丙烯和丙烷的冷凝液。或汽提冷凝液，较好采用蒸汽，从而把丙烯和丙烷从冷凝液中蒸出。这时，余下的冷凝液基本上由丁醛类或混合丁醛类与丁醇，以及可能还有的少量较重付产物所构成，将之送往产物回收工段作进一步提纯含有丙烯、丙烷和蒸汽(如果采用蒸汽汽提)的汽相，经冷却而冷凝出蒸汽，借此产生一股富丙烯和丙烷的气相物流优选的是，在分离上述气相物流之前从上述产物流中分离出含有选自一氧化碳和氢中至少一种的气体流。

在上述方案中，来自产物冷凝器和闪蒸室或蒸汽冷凝器的气态物流可以用多种方法处理。按照第一方式，来自产物冷凝器的气态物流之全部或一部分和来自闪蒸室/蒸汽冷凝器的气态物流之全部或一部分经过吸附处理，从而将丙烯从气态物流中吸附出来。未被吸附的含丙烷组分从系统中排出，而被吸附的富含丙烯组分被循环至反应器中。

优选的是该丙烯增浓气体流的第一部分被循环至上述反应区，第二部分被循环至上述吸附区。

按照第二种方式，将来自蒸汽冷凝器的全部气态物流循环回反应嚣，来自产物冷凝器气态物流的全部或一部分经过吸附处理以便将气态流中的丙烯吸附出来。未被吸附的含丙烷组分被排出系统之外，而被吸附的富含丙烯组分被循环至反应器。

按照第三种方式，也即最好方式，将来自产物冷凝器的全部气态物流循环回反应器，而来自闪蒸室/蒸汽冷凝器的气态物流之全部或一部分经过吸附处理，从该气态物流中吸附出丙烯。未被吸附的富丙烷组分排出系统之外，而被吸附的富丙烯组分被循环回反应器。