[发明专利]一种烯烃氢甲酰化反应连续生产相应醛的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及烯烃与一氧化碳及氢气在催化剂作用下发生氢甲酰化反应 生成相应的醛的连续生产工艺。

技术背景

烯烃与CO和H₂在催化剂作用下发生氢甲酰化反应生成醛，生成的醛 经加氢可制成相应的醇。世界上用这种方法合成醇的生产能力数以百万吨 计。乙烯或丙烯与一氧化碳及氢气在羰基铑催化剂的作用下发生氢甲酰化 反应生成丙醛或丁醛，并进一步加氢生成丙醇或丁醇就是其中的一个重要 的化工过程。

目前工业生产上所用的甲酰化反应生成相应醛的工艺是由两级搅拌式 反应器与相应的换热设备、分离设备及输送设备组成，它存在以下问题：

一是返混型反应器本身存在的反应效率低的问题。在返混型反应器中， 烯烃(无论是气相还是液相)，一氧化碳和氢气在水中的溶解度都很小，而 所用的催化剂都是溶解在水相中，在返混型反应器中只能借助于气体的鼓 泡才能使物料混合。在工业反应器中，这一反应实际上受气液两相界面的 传质速率控制。而鼓泡式反应器所形成的气泡型传质界面远远满足不了高 效反应的需要。二是原料利用率低。由于反应效率低，为了使进入反应器 的烯烃原料得到充分利用，通常采取提高反应进料中一氧化碳和氢气的比 例。这使得第二级反应器出来的尾气含有大量的一氧化碳和氢气没有得到 利用。三是能耗高。要提高反应效率，必须让气液两相充分混合，这就是 输入混合能，而混合能的输入又增加了反应产物分离的困难，气相带水， 醛和催化剂水相一起流出反应器就要较大的分离设备空间，尾气中CO和 H₂的回收，均需要能量，从而增加了工艺过程的能耗。四是装置的开工周 期短。这是由于在较高压力下(如乙烯氢甲酰反应压力2.2Mpa)，搅拌设 备的动密封容易损坏，经常需要停工维修。这就造成第五个问题维修费用 高，这些问题不仅影响生产的正常进行，还会增加生产成本。

本发明人在专利申请CN200810236239.3中已经公开了一种烯烃氢甲 酰化连续反应器，本发明就是提供一种采用该反应器进行烯烃氢甲酰化连 续生产相应醛的具体的工艺。

发明内容

本发明的技术方案如下：

本发明的方法的反应是在烯烃氢甲酰化连续反应器(见图1，专利申请 号：200810236239.3)内进行的。

一种烯烃氢甲酰化反应连续生产相应醛的工艺，其流程如图2所示， 它包括下列步骤：

步骤1.将浓度为10-80ppm的水溶性烯烃氢甲酰化催化剂水溶液加温 至80-95℃从1号和2号烯烃氢甲酰化连续反应器(I和II)的催化剂溶液 进液管经液体分布器(2’和2”)进入1号和2号烯烃氢甲酰化连续反应器 (I和II)，待预定体积的催化剂水溶液全部打入连续反应器(I和II)后， 打开催化剂溶液循环泵(9和10)，实现催化剂水溶液在1号和2号烯烃氢 甲酰化连续反应器内的循环，催化剂水溶液的循环量为使反应器的纤维膜 的滞液量达到催化剂水溶液总量的1/3-1/4。

步骤2.当催化剂水溶液循环稳定后，将经净化后的氢气与一氧化碳的 合成气和烯烃的混合气体从1号烯烃氢甲酰化连续反应器的混合气进气管 经气体分布器(1’)通入1号烯烃氢甲酰化连续反应器，烯烃、氢气和一 氧化碳的物质的量之比为1∶1.2∶1.15，保持反应器内的压力为 1.9-5.0MPa，温度为80-95℃，如此，在建立起的循环催化剂液膜的界面上 发生烯烃的氢甲酰化反应，反应气体、产物醛和催化剂水溶液一起顺流而 下，在1号烯烃氢甲酰化连续反应器底部分离段，未反应的混合气体和气 相副产物从1号烯烃氢甲酰化连续反应器的分离段上部的反应余气出口 (3’)排出，反应产物醛则会在1号烯烃氢甲酰化连续反应器的分离段与 催化剂水溶液自动分离，从1号烯烃氢甲酰化连续反应器的反应产物液态 醛出口(4’)排出，经热交换器(11)冷却后进入粗醛罐(12)，