[发明专利]一种脱氢反应系统

说明书

本发明公开了一种脱氢反应系统，所述系统用于制备γ‑丁内酯，包括以下步骤：a.预混：1，4‑丁二醇、氢气分别进入汽化器混合，然后进入过热器，得到热原料；b.脱氢：步骤a中的热原料进入脱氢反应床，在催化剂作用下得到反应物；c.换热：步骤b中的反应物经过换热器，得到粗产物；d.冷凝：步骤c中的粗产物进入后续工段，粗产物中的γ‑丁内酯冷凝得到最终产品，收集最终产品；粗产物中的氢气经换热器返回汽化器。该系统将氢气在系统内循环使用，降低1，4‑丁二醇的气化条件，大大提高了反应速率，减小了脱氢反应床的热负荷，循环氢还可通过换热用于产品的冷却，同时升高氢气温度，使生产工艺进一步节省大量能源，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种脱氢反应系统。

背景技术

γ-丁内酯是一种无色油状液体，能与水混溶，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚和苯，可随水蒸气挥发，在热碱溶液中分解。γ-丁内酯的应用极为广泛，可作为高沸点溶剂，溶解性强，电性能及稳定性好，使用安全；可作为质子型强力溶剂，可溶解大多数低分子聚合物及部份高分子聚合物；可用作电池电解质，以代替强腐蚀性酸液；在聚合反应中可做为载体并参加聚合反应；可用于吡咯烷酮、丁酸、琥珀酸、去漆药水等的制备；在医药、香料等精细化学品合成方面应用很广；在聚氨酯领域，可用作聚氨酯的粘度改性剂、以及聚氨酯和氨基涂料体系的固化剂。合成γ-丁内酯的方法有糠醛法、顺酐加氢法、丁二酸加氢法、丁二醇脱氢法，其中丁二醇脱氢法技术较为成熟、流程简单，在领域内被广泛使用。

1，4-丁二醇脱氢法制备γ-丁内酯会产生大量副产品氢气，通常副产品氢气经甲烷化工艺处理后会送至其他加氢工序中使用，或是直接排空，副产品利用率较低；再者，由于脱氢反应为吸热反应，生产过程会消耗大量能源；此外，1，4-丁二醇以气态参与反应可提高反应速率，然而现有生产设备难以达到气化条件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种脱氢反应系统，所述系统用于制备γ-丁内酯，包括以下步骤：

a.预混：1，4-丁二醇、氢气分别进入汽化器混合，然后进入过热器，得到热原料；

b.脱氢：步骤a中的热原料进入脱氢反应床，在催化剂作用下得到反应物；

c.换热：步骤b中的反应物经过换热器，得到粗产物；

d.冷凝：步骤c中的粗产物进入后续工段，粗产物中的γ-丁内酯冷凝得到最终产品，收集最终产品；粗产物中的氢气经换热器返回汽化器。

作为一种优选的技术方案，所述汽化器中的温度为150～200℃，表压为0.04～0.08MPa。

作为一种优选的技术方案，所述汽化器中的温度为160～180℃，表压为0.05～0.07MPa。

作为一种优选的技术方案，所述氢气进入汽化器的流量为40～60方/min。

作为一种优选的技术方案，所述过热器中的温度为200～250℃，表压为0.04～0.08MPa。

作为一种优选的技术方案，所述过热器中的温度为220～230℃，表压为0.05～0.07MPa。

作为一种优选的技术方案，所述脱氢反应床中的反应温度为200～250℃。

作为一种优选的技术方案，所述脱氢反应床中的反应温度为210～230℃。

作为一种优选的技术方案，所述换热器包括第一换热器和第二换热器。

作为一种优选的技术方案，所述粗产物中的氢气的温度为30～50℃。