[发明专利]一种采用移动床反应器制备丙烯酸和/或丙烯酸酯的系统及其制备方法

说明书

本发明提供了一种采用移动床反应器制备丙烯酸和/或丙烯酸酯的系统及其制备方法，所述系统包括原料储罐、预热器、移动床反应器、催化剂再生器、催化剂进料装置、冷却系统、产品储液罐和尾气收集罐。所述方法将原料醋酸和/或醋酸酯与甲醛的混合物预热成气态后送入移动床反应器进行反应，制得丙烯酸和/或丙烯酸酯；反应过程中移动床反应器中催化剂床层下部的失活催化剂逐渐下移并排出移动床反应器，排出的失活催化剂经再生后返回进入移动床反应器循环利用。本发明通过移动床方法，达到催化剂的循环更新，有效解决了催化剂失活快结焦严重等问题，同时也提高了甲醛的转化率和丙烯酸(酯)的选择性。

技术领域

本发明属于化学合成领域，涉及一种制备丙烯酸和/或丙烯酸酯的系统及其制备方法，尤其涉及一种采用移动床反应器制备丙烯酸和/或丙烯酸酯的系统及其制备方法。

背景技术

丙烯酸及其酯是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体，是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有刺激性气味。丙烯酸及其酯在精细化工领域占有相当重要的地位。到70年代后期，用丙烯酸生产的聚丙烯和丙烯酸共聚物，被用作分散剂、絮凝剂和增稠剂等。丙烯酸也可与其它官能性单体如丙烯腈和苯乙烯等进行共聚反应，生产出具有多种工业用途的各种各样的重要聚合物，诸如高吸水性树脂、油田助剂、水处理剂和日化洗涤剂等。丙烯酸及其酯系列的合成材料具有优良的物理和化学性质，具有可共聚、酯化、混溶和功能化等性质，可广泛用于涂料、制药、皮革、塑料、化纤、建材、纺织、粘合剂、水处理及石油开采等很多领域。目前，中国已经成为世界丙烯酸酯需求发展潜力最大的市场之一。

丙烯酸(酯)自20世纪30年代实现工业化生产以来，经历了氰乙醇法、高压雷佩法、乙烯酮法、丙烯腈水解法以及丙烯氧化法。前四种工艺因其技术和经济方面的诸多原因已经被淘汰。丙烯氧化法是20世纪60年代发展起来的新方法，起初分为一步法和两步法。20世纪80年代后新的丙烯酸装置均采用丙烯两步氧化法。

由于丙烯主要来自石油裂解，随着石油资源的日益紧张，国际油价一路飙升，致使丙烯酸合成成本大大提高。基于丙烯直接氧化法的主要原料来源受到限制，因此开发使用原料来源广，价格低的可替代丙烯氧化工艺路线的新工艺具有重要的意义，也是丙烯酸合成新路线发展的必然趋势。

合成气生产甲醇，甲醇生产甲醛和醋酸(酯)，甲醛和醋酸(酯)进一步生产丙烯酸(酯)工艺路线是近几年研究的热点，之前由于工艺比较复杂，原料的来源供应不足，投资高，因此相对于其他合成路线难以被工业界接受，因此该工艺路线发展较慢。但随着石油价格的持续走高，而煤基醋酸和甲醇的市场行情稳定，价格低廉。特别是醋酸的市场过于饱和，产能过剩严重，因此进一步开发醋酸的下游产品及市场迫在眉睫。丙烯酸(酯)的市场需求量大，发展前景好，利用醋酸(酯)和甲醛来生产丙烯酸(酯)又成为研究热点。即消耗了醋酸和甲醇又弥补了丙烯酸(酯)市场的不足。以煤化工基础原料合成气的基础产品醋酸(酯)和甲醛，经过催化反应合成丙烯酸(酯)工艺将为国内低迷的醋酸和甲醛市场带来新的应用方向，对国内醋酸和甲醛市场的健康发展具有积极意义。

近些年来，关于醋酸(酯)和甲醛制备丙烯酸(酯)的相关专利很多，工艺主要采用的都是固定床反应器，制备方法也大都是从催化剂方面进行改进，如CN 103586067A、CN103611522A、CN 102151583A和CN 102161005A等都是从催化剂方面做的改进，同时也有许多相关的文献，如谭平华等(“醋酸/甲醛合成丙烯酸及其酯研究进展”，谭华平等，广西轻工业，2011年12月第12期)，研究的都是催化剂的改进，催化剂的改进确实提高了反应的选择性和收率，但是催化剂失活快，原料反应不充分，催化剂易于结焦等缺点还是没有得到有效解决。