[发明专利]一种丙烯羰基化制丁醛的微界面强化反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种丙烯羰基化制丁醛的微界面强化反应系统，包括：第一反应塔、第二反应塔、气液分离器、丙烯储罐、一氧化碳储罐、氢气储罐、丙烯进气管路和合成气进气管路；所述第一反应塔与第二反应塔并联；所述第一反应塔与所述第二反应塔的侧壁依次设置有丙烯进口和合成气进口，所述第一反应塔与所述第二反应塔的底部设置有溶剂和催化剂进口；所述丙烯进口连接有丙烯进气管路，所述合成气进口连接有合成气进气管路；所述丙烯进气管路和所述合成气进气管路上均设置有气泡生成器。本发明的微界面强化反应系统能够降低丙烯羰基化所需的反应温度与压力，且能耗低、成本低、安全性高、副反应少、正丁醛收率高，值得广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及丙烯羟基化反应制备领域，具体而言，涉及一种丙烯羰基化制丁醛的微界面强化反应系统及方法。

背景技术

丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料，正丁醛的制备是制备丁辛醇的过程中最为重要的一环。现有技术中，丁醛的生成主要以合成气和丙烯为原料，以羰基铑/三苯基膦络合物为催化剂，反应生成混合丁醛，分离催化剂后进一步精馏得到丁醛混合物；但是在现有技术中，合成气、丙烯在催化剂作用下进行羰基合成反应中，合成气、丙烯和催化剂在羰基合成反应器内部无法得到充分混合，从而导致反应过程中反应效率低下，能耗高，且由于反应温度过高，生成的丁醛混合物中正丁醛收率低，催化剂使用寿命短，增加了企业的生产成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种丙烯羰基化制丁醛的微界面强化反应系统，该微界面强化反应系统一方面通过并联设置第一反应塔和第二反应塔，并在第一反应塔和第二反应塔内部均设置第一微界面发生器和第二微界面发生器，将丙烯和合成气在反应前破碎成微米级别的微气泡，增大了相界传质面积，提高了丙烷和合成气的溶解度，降低了能耗，提高了反应效率；同时降低了反应器内部的操作温度以及压力，提高了整个反应系统的安全性和稳定性。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述丙烯羟基化制丁醛的微界面强化反应系统进行制丁醛的反应方法，该反应方法操作简便，得到的正丁醛纯度高，产品品质高，有利于减少能耗，达到比现有工艺更佳的反应效果。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种丙烯羰基化制丁醛的微界面强化反应系统，包括：第一反应塔、第二反应塔、气液分离器、丙烯储罐、一氧化碳储罐、氢气储罐、丙烯进气管路和合成气进气管路；所述第一反应塔与第二反应塔并联；所述第一反应塔与所述第二反应塔的侧壁依次设置有丙烯进口和合成气进口，所述第一反应塔与所述第二反应塔的底部设置有溶剂和催化剂进口；

所述丙烯进口通过所述丙烯进气管路与所述丙烯储罐连接；所述一氧化碳储罐与所述氢气储罐并联且所述一氧化碳储罐与所述氢气储罐均通过所述合成气进气管路与所述合成气进口相连；所述丙烯进气管路与所述合成气进气管路上均设置有气泡生成器；所述气泡生成器的液相进口连接有循环泵，所述循环泵与所述第一反应塔和第二反应塔相连以将所述第一反应塔和第二反应塔内的溶剂送入到所述液相进口中；

所述第一反应塔和所述第二反应塔中均设置有第一微界面发生器和第二微界面发生器；所述第一微界面发生器位于所述第二微界面发生器的正上方；所述第一微界面发生器与所述丙烯进口相连以将丙烯气体分散破碎成微米级别的微气泡，所述第二微界面发生器与所述合成气进口相连以将合成气分散破碎成微米级的微气泡；

所述第一反应塔与所述第二反应塔的物料出口均连接有除沫器；所述除沫器与所述气液分离器间设置有第二冷凝器；所述第一反应塔与第二反应塔中的产物经所述除沫器除沫后再经所述第二冷凝器冷凝流入所述气液分离器中。