[发明专利]一种烯烃氢甲酰化装置及方法

说明书

本发明提供一种烯烃氢甲酰化装置，所述装置通过在反应装置之前设置气泡发生装置，可使反应物料以微纳米气泡的形式进入反应装置进行反应，无需采用传统的搅拌器进行物料混合，不仅能耗低，而且可实现高效混合，反应效果更好；利用所述装置进行氢甲酰化反应时，针对不同烯烃的特点，均可灵活调整工艺操作，实现平稳经济运行，适用范围广，工艺简单，具有较高的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及烯烃氢甲酰化技术领域，尤其涉及一种烯烃氢甲酰化装置及方法。

背景技术

目前，国内炼油能力不断增加，炼厂C3、C4等烯烃的产量激增，其中只有部分馏分被进一步利用，大量的C3、C4等馏分被作为燃料烧掉或作为液化气出售。低碳烯烃氢甲酰化工艺开辟了一种烯烃高效利用的途径，可打通炼油与化工之间的路线，走差异化发展特色化工道路。

醛类作为一类重要的化工产品和化工原料，主要用于生产酸、醇、酮肟及烯醛等化工中间体和高分子单体，在医药和农药原材料、工程塑料、涂料和轻纺助剂等行业具有广泛的用途。近年来，国内外市场对醛类产品的需求量仍不断增加。

目前以烯烃、一氧化碳和氢气为原料，采用贵金属络合物催化剂体系，将混合原料气通入催化剂的醛溶液中，进行氢甲酰化反应，制备醛类产品，并且目前工业反应器主要采用釜式反应器或者鼓泡塔式反应器用于烯烃氢甲酰化反应生产相应的醛类。

针对釜式反应器，由于烯烃氢甲酰化反应为均相催化工艺，反应器均为连续搅拌釜式反应器。在工业装置中，氢甲酰化反应器一般体积较大且结构复杂、配有电动搅拌装置，运行能耗较高且保养维护困难。

CN102030622B提供了一种乙烯氢甲酰化合成丙醛的方法，将第一合成反应器的反应产物丙醛及携带溶解其中的催化剂输送到第二合成反应器；第一反应器未反应完全的原料气从顶部逸出后与原料合成气一起再进入第二反应器底部继续反应，最终反应产物携带溶解其中的催化剂一同进入分离回收单元；该发明采用双合成反应器，原料回收、循环利用，但该方法存在混合不够均匀吗，容易出现飞温等问题。

CN110201611A公开了一种烯烃氢甲酰化的三相流反应装置，该装置通过气-液-固三相循环流态化反应器和换热器的耦合，用于氢甲酰化反应，使液-固相在反应器和管式换热器间形成动态循环，有效促进了传质传热过程，但该装置不仅结构复杂，而且对于液相催化剂的均相催化反应效果未知。

因此，需要提出一种结构简单的氢甲酰化装置及工艺简单的氢甲酰化方法，降低能耗的同时提高反应效果。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种烯烃氢甲酰化装置及方法，所述装置通过在反应装置之前设置气泡发生装置，无需采用传统的搅拌器进行物料混合，不仅能耗低，而且反应物料混合更均匀，反应效果更好；利用所述装置进行氢甲酰化反应时，针对不同烯烃均可灵活调整工艺操作，实现平稳经济运行，适用范围广，工艺简单，具有较高的工业应用价值。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种烯烃氢甲酰化装置，所述装置包括反应装置；所述装置还包括设置在反应装置之前的气泡发生装置。

本发明提供的烯烃氢甲酰化装置通过采用气泡发生装置来代替现有技术中常用的搅拌混合器，能够使反应物料以微纳米气泡的形式进入反应器中，强化了烯烃、合成气和催化剂之间的传质与传热，有利于提高反应效果；同时反应装置结构简单，降低了反应能耗，大幅减少了设备投资成本和风险。

本发明所述的微纳米气泡是指尺寸在10nm至100μm的气泡。

本发明对气泡发生装置没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于使气液相产生微气泡的气泡发生装置。

优选地，所述气泡发生装置直接与反应装置通过法兰对接，或者，所述气泡发生装置通过管道与反应装置连接。