一种气氛在线可控的合成气制乙醇醛反馈装置及其应用制造方法及图纸

一种气氛在线可控的合成气制乙醇醛反馈装置及其应用属于乙醇醛生产技术领域。本发明专利技术包括气体控制系统A、增压系统B、反应釜系统C、分析系统D和中央处理系统E；解决现有合成气制备乙醇醛高压反应装置存在的技术问题：1.原料气配比相对固定，变更周期长，无法根据铑前驱体组分有针对性地调节原料气配比；2.反应评价数据分析周期长，无法及时地反馈指导反应过程原料气配比调变；3.气路拆卸频繁，增加安全隐患且工作繁琐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于乙醇醛生产
，具体涉及。
技术介绍
乙醇醛作为有机合成的一种重要原料，不仅是乙二醇的中间体，也是最小的糖分子，能与丙烯醛反应生成核糖，对生物体内RNA的合成有非常重要意义，同时也可用于农药、药物的合成、蛋白质改性剂、还原剂和抗菌剂等，具有十分可观的市场价值。目前乙醇醛主要是通过乙二醇或二羟马来酸为原料制备，这些合成途径成本较高，不适合大规模生产。甲醛加氢甲酰化法合成乙醇醛采用成本低廉的多聚甲醛和合成气H2/CO为原料，是一种具有发展前景的生产方法。甲醛加氢甲酰化法合成路线属于高压均相反应，不同的铑前驱体要求的高压原料气配比有所不同，而且原料气配比直接影响反应过程催化剂结构及反应性能。铑前驱体在C0/H2气氛下大量生成中间产物HRh(CO)2(PPh3)2，若氢压过低不利于活性铑氢化物的形成，高CO压力又将形成惰性物种Rh(C0)4—，控制合适的C0/H2配比对不同的铑前驱体活化尤为重要;其次在反应过程中，C0/H2过高抑制中间产物HRh(CO)2(PPh3)2转化为配位数不饱和的活性物种HRh (CO) 2 (PPh3)，配位能力弱的甲醛难以配位铑氢化物，降低反应活性;反应过程中CO随插入反应的消耗，C0/H2降低，氢压过高容易直接氧化加成形成副产物甲醇，甲醇产量增大。因此高压原料气配比对催化剂的活化及反应过程催化剂结构微调至关重要，根据不同铑前驱体结构和反应产物评价数据及时反馈指导原料气出/⑶配比调节有利于提高乙醇醛产率。而采用常规的高压反应釜存在以下问题:1.原料气H2/C0配比调节操作繁琐且周期长，无法根据不同铑前驱体及时调节原料气配比，长时间放置后原料气各组分分布不均；2.反应评价数据无法及时地反馈指导反应过程的原料气H2/C0配比调节;3.气路拆卸切换频繁，增加气体泄漏安全隐患且工作繁琐。针对上述问题设计一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置及其应用十分必要。
技术实现思路
本专利技术提供一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置及其应用的技术解决方案，主要用于解决现有合成气制备乙醇醛高压反应装置存在的技术问题:1.原料气配比相对固定，变更周期长，无法根据铑前驱体组分有针对性地调节原料气配比；2.反应评价数据分析周期长，无法及时地反馈指导反应过程原料气配比调变;3.气路拆卸频繁，增加安全隐患且工作繁琐。1.本专利技术所提供的一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置，其特征在于:包括气体控制系统A、增压系统B、反应釜系统C、分析系统D和中央处理系统E;其中:(I)气体控制系统A包括原料气管路、惰性气管路、混合气管路、分析管路和放空管路五部分;原料气管路一包括依次连接的第一原料气钢瓶、输气管道、第一减压阀3a、第一压力表4a、第一开关阀5a、第一针型阀9a、第一压力传感器10a、第一压力处理系统I Ia和第一储气罐13a;原料气管路二包括依次连接的第二原料气钢瓶、输气管道、第二减压阀3b、第二压力表4b、第二开关阀5b、第二针型阀9b、第二压力传感器10b、第二压力处理系统Ilb和第二储气罐13b;惰性气管路依次连接惰性气钢瓶、第三减压阀3c、第三压力表4c和第一三通球阀6c;惰性气体管路在第一三通球阀6c处分为三路:一路吹扫气管路、一路稀释气体管路和一路增压驱动气管路;吹扫气管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀6c、第三开关阀5c、第三针型阀9c、第三单向阀8c和第六针型阀9f;稀释气体管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀6c、第^^一针型阀9m、第三压力传感器1m和第三压力处理系统11m，进入第一储气罐13a;增压驱动气管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀6c、第六开关阀5f和驱动气流量调节阀7，进入气体增压栗12;第一原料气和惰性气在第一储气罐13a混合成第一混合气，分为两路:一路分析管路，依次连接第四开关阀5d、第四针型阀9d、第五针型阀9e、第五单向阀Se和第九针型阀9i，进入分析系统D;—路混合气管路，依次连接第四单向阀8d、第十针型阀9j、第四压力传感器10d、第四压力处理系统lld，进入第二储气罐13b;在第二储气罐1313与第二原料气混合成第二混合气，分为两路:一路分析管路，依次连接第五开关阀5e、第五针型阀9e、单第五向阀Se和第九针型阀9i，进入分析系统D，一路混合气管路，依次连接第一单向阀8a、第五压力表4e和第二三通球阀6e，进入气体增压栗12;放空管路包括第二三通球阀6e、气体增压栗12、气体安全阀14和第八开关阀5h分别连接的排空管路；(2)增压系统B包括气体增压栗12、高压储气罐13c和气体安全阀14;第二储气罐13b经过气体增压栗12依次通过气体安全阀14、高压储气罐13c、第四压力表4d、第二单向阀8b和第六针型阀9f进入反应釜釜体15a ；(3)反应釜系统C包括气体进样口第六针型阀9f和取样口第八针型阀9h、液体进样口第七开关阀5g和取样口第七针型阀9g、液体进料栗20、液相产物处理模块21、泄压口第八开关阀5h、反应爸爸体15a、加热套15b、第一温度传感器16a、第二温度传感器16b、第六压力传感器4f、搅拌装置17、电机、防爆膜18以及冷却水19，第一温度传感器16a、第二温度传感器16b、第六压力传感器4f和搅拌装置17连接至中央处理系统E;(4)分析系统D包括原料气、气相和液相产品分析单元三部分，原料气分析单元分别包括两路混合气的分析:第一储气罐13a，连接第四开关阀5d、第四针型阀9d、第五针型阀9e、第五单向阀8e、第九针型阀9i进入第一六通阀22a、第一定量管23a、填充柱24a和热导检测器25a;第二储气罐13b连接第五开关阀5e，连接第五针型阀9e、第五单向阀Se、第九针型阀9i进入第二六通阀22a、第一定量管23a、填充柱24a和热导检测器25a;气相产品分析单元由取样口第八针型阀9h，连接第九针型阀91、第一六通阀22a、第一定量管23a、填充柱24a和热导检测器25a;液相产品分析单元包括液相取样口第七针型阀9g、液相处理模块21、第二六通阀22b、第二定量管23b、毛细管柱24b和氢火焰离子化检测器25b;分析系统D的气相色谱分析数据连接到中央处理系统E ；(5)中央控制系统E监控整个反应系统各个组件，包括第一温度传感器16a、第二温度传感器16b、第六压力传感器4f、搅拌装置17，连接热导检测器25a和氢火焰离子化检测器25b ο所述气体控制系统A的原料气为不同浓度的一氧化碳或氢气;优选第一原料气为纯氢，第二原料气为一氧化碳；所述气体控制系统A的惰性气为氮气、氦气或氩气的任一种;优选惰性气为氮气。所述气体控制系统A的第一混合气的第一原料气惰性气体积比例为1:O?1:10，第二混合气的第一原料气第一原料气的体积比例为1:0.5?1:10。；优选第一混合气的第一原料气惰性气比例为1: O?1: 5，第二混合气的第一原料气第二原料气的体积比例为1: 0.5?1: 3。。所述增压系统B的高压储气罐耐压范围为O?50Mpa。所述反应釜系统C中的原料填加方式根据原料物性，液体经液体进料栗进入，固体直接加入反应釜;优选固体直接加入反应釜的进料方式。所述分析系统D的液相处理模块根据催化剂特性不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气氛在线可控的合成气制备乙醇醛的反馈装置，其特征在于：包括气体控制系统(A)、增压系统(B)、反应釜系统(C)、分析系统(D)和中央处理系统(E)；其中：(1)气体控制系统(A)包括原料气管路、惰性气管路、混合气管路、分析管路和放空管路五部分；原料气管路一包括依次连接的第一原料气钢瓶、输气管道、第一减压阀(3a)、第一压力表(4a)、第一开关阀(5a)、第一针型阀(9a)、第一压力传感器(10a)、第一压力处理系统(11a)和第一储气罐(13a)；原料气管路二包括依次连接的第二原料气钢瓶、输气管道、第二减压阀(3b)、第二压力表(4b)、第二开关阀(5b)、第二针型阀(9b)、第二压力传感器(10b)、第二压力处理系统(11b)和第二储气罐(13b)；惰性气管路依次连接惰性气钢瓶、第三减压阀(3c)、第三压力表(4c)和第一三通球阀(6c)；惰性气体管路在第一三通球阀(6c)处分为三路：一路吹扫气管路、一路稀释气体管路和一路增压驱动气管路；吹扫气管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀(6c)、第三开关阀(5c)、第三针型阀(9c)、第三单向阀(8c)和第六针型阀9f；稀释气体管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀(6c)、第十一针型阀(9m)、第三压力传感器(10m)和第三压力处理系统(11m)，进入第一储气罐(13a)；增压驱动气管路依次连接惰性气体管路的第一三通球阀(6c)、第六开关阀(5f)和驱动气流量调节阀(7)，进入气体增压泵(12)；第一原料气和惰性气在第一储气罐(13a)混合成第一混合气，分为两路：一路分析管路，依次连接第四开关阀(5d)、第四针型阀(9d)、第五针型阀(9e)、第五单向阀(8e)和第九针型阀(9i)，进入分析系统(D)；一路混合气管路，依次连接第四单向阀(8d)、第十针型阀(9j)、第四压力传感器(10d)、第四压力处理系统(11d)，进入第二储气罐(13b)；在第二储气罐(13b)与第二原料气混合成第二混合气，分为两路：一路分析管路，依次连接第五开关阀(5e)、第五针型阀(9e)、单第五向阀(8e)和第九针型阀(9i)，进入分析系统(D)，一路混合气管路，依次连接第一单向阀(8a)、第五压力表(4e)和第二三通球阀(6e)，进入气体增压泵(12)；放空管路包括第二三通球阀(6e)、气体增压泵(12)、气体安全阀(14)和第八开关阀(5h)分别连接的排空管路；(2)增压系统(B)包括气体增压泵(12)、高压储气罐(13c)和气体安全阀14；第二储气罐(13b)经过气体增压泵(12)依次通过气体安全阀(14)、高压储气罐 (13c)、第四压力表(4d)、第二单向阀(8b)和第六针型阀(9f)进入反应釜釜体(15a)；(3)反应釜系统(C)包括气体进样口第六针型阀(9f)和取样口第八针型阀(9h)、液体进样口第七开关阀(5g)和取样口第七针型阀(9g)、液体进料泵(20)、液相产物处理模块(21)、泄压口第八开关阀(5h)、反应釜釜体(15a)、加热套(15b)、第一温度传感器(16a)、第二温度传感器(16b)、第六压力传感器(4f)、搅拌装置(17)、电机、防爆膜(18)以及冷却水(19)，第一温度传感器(16a)、第二温度传感器(16b)、第六压力传感器(4f)和搅拌装置(17)连接至中央处理系统(E)；(4)分析系统(D)包括原料气、气相和液相产品分析单元三部分，原料气分析单元分别包括两路混合气的分析：第一储气罐(13a)，连接第四开关阀(5d)、第四针型阀(9d)、第五针型阀(9e)、第五单向阀(8e)、第九针型阀(9i)进入第一六通阀(22a)、第一定量管(23a)、填充柱(24a)和热导检测器(25a)；第二储气罐(13b)连接第五开关阀(5e)，连接第五针型阀(9e)、第五单向阀(8e)、第九针型阀(9i)进入第二六通阀(22a)、第一定量管(23a)、填充柱(24a)和热导检测器(25a)；气相产品分析单元由取样口第八针型阀(9h)，连接第九针型阀(9i)、第一六通阀(22a)、第一定量管(23a)、填充柱(24a)和热导检测器(25a)；液相产品分析单元包括液相取样口第七针型阀(9g)、液相处理模块(21)、第二六通阀(22b)、第二定量管(23b)、毛细管柱(24b)和氢火焰离子化检测器(25b)；分析系统(D)的气相色谱分析数据连接到中央处理系统(E)；(5)中央控制系统(E)监控整个反应系统各个组件，包括第一温度传感器(16a)、第二温度传感器(16b)、第六压力传感器(4f)、搅拌装置(17)，连接热导检测器(25a)和氢火焰离子化检测器(25b)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚元根，吴小满，周张锋，乔路阳，宗珊珊，崔国静，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35