一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统，包括：丙烯管路、合成气管路和羰基反应器；所述羰基反应器中部设置有集液盘；所述集液盘上设置有向上的开口，所述开口上设置有阻逆板；所述集液盘上方设置有第一微界面发生器，所述集液盘下方设置有第二微界面发生器；所述第一微界面发生器侧壁连通有所述丙烯管路；所述第二微界面发生器侧壁连通有丙烯管路和合成气管路。本实用新型专利技术的反应系统能够实现催化剂的循环使用，提高了催化剂的利用率，降低了成本，且系统整体能耗低、安全性高、所需反应温度和压力低、正丁醛收率高，值得广泛推广应用。泛推广应用。泛推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统


[0001]本技术涉及丙烯羰基化反应
，具体而言，涉及一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统。

技术介绍

[0002]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，丙烯羰基化制丁醛存在以下问题：
[0003]1、合成气、丙烯在催化剂作用下进行羰基合成反应时，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，生产成本高；
[0004]2、由于铑价格昂贵，使得非铑系催化剂尤其是铱催化剂广泛应用在羰基化反应中，但是铱催化剂的溶解性差，利用率低，因此造成催化成本偏高。
[0005]有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统，该反应系统通过设置第二微界面发生器对合成气进行分散破碎，提高了合成气与丙烯间的相界传质面积，提高了反应效率，降低了反应能耗；通过在第二微界面发生器上方设置第一微界面发生器，能够捕捉未反应的合成气，使未反应的合成气继续反应，提高了合成气的转化率。
[0007]为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]本技术提供了一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统，包括：丙烯管路、合成气管路和羰基反应器；所述羰基反应器中部设置有集液盘；所述集液盘上设置有向上的开口，所述开口上设置有阻逆板；所述集液盘上方设置有第一微界面发生器，所述集液盘下方设置有第二微界面发生器；所述第一微界面发生器侧壁连通有所述丙烯管路；所述第二微界面发生器侧壁连通有丙烯管路和合成气管路；
[0009]所述羰基反应器顶部设置有过滤区，所述过滤区底部向内倾斜形成溢流面；所述过滤区一侧设置有第一采出口，所述第一采出口连接有第一采出管路；所述过滤区内靠近所述第一采出口处设置有挡板，所述挡板竖直设置，所述挡板与所述溢流面相配合以实现对产物中催化剂颗粒的过滤。
[0010]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时，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，生产成本高；另外，由于铑价格昂贵，使得非铑系催化剂尤其是铱催化剂广泛应用在羰基化反应中，但是铱催化剂的溶解性差，利用率低，催化效果差，催化成本偏高。
[0011]为解决上述技术问题，本技术提供了一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统，该反应系统中部设置有集液盘和阻逆板，通过集液盘和阻逆板有效防止了上部的液流向下返混，从而保证了产物纯度；通过设置第一微界面发生器和第二微界面发生器，能够将合成气分散破碎为微米级别的微气泡，提高合成气与丙烯间的接触面积，降低反应所需的温度和压力，提高原料转化率和反应效率。
[0012]优选的，所述第二微界面发生器与所述集液盘间设置有第一栅板层，所述第一微界面发生器上方设置有第二栅板层。进一步的，所述第一栅板层与所述第二栅板层均由多层格栅板组成，且多层所述格栅板交错设置。设置栅板层能够降低物料流速，使全混流变为平推流，促进气液固的分离。
[0013]优选的，所述羰基反应器侧壁上设置有溢流口，所述溢流口位于所述集液盘上方且低于所述阻逆板；所述溢流口与所述第二微界面发生器相连。
[0014]优选的，所述第一微界面发生器与所述第二微界面发生器均为气动式微界面发生器、液动式微界面发生器和混合式微界面发生器中的任意一种。进一步的，所述第一微界面发生器为液动式微界面发生器，第二微界面发生器为混合式微界面发生器。
[0015]本技术的羰基反应器内设置有集液盘和阻逆板，通过集液盘和阻逆板有效防止了上部的液流向下返混，从而保证了产物纯度，反应时，合成气和丙烯进入第二微界面发生器中，合成气分散破碎为微米级别的微气泡后在催化剂的参与下与丙烯发生羰基化反应，反应后的物料通过集液盘的开口进入集液盘上部，上部的液流则由于阻逆板的阻隔无法进入下部，第一微界面发生器捕集未反应的气体，二次破碎后与丙烯继续反应，大幅提高了合成气的转化率。其中，第一微界面机组最好是液动式微界面发生器，这样能够利用卷吸作用将未反应的气体进行捕集，提高原料转化率。
[0016]本技术中，第二微界面发生器与集液盘间设置有第一栅板层，第一微界面发生器上方设置有第二栅板层，其中，第一栅板层的作用是降低液体的反应剧烈程度，促进气体的分离；第二栅板层的作用是为了降低流速，将未溶解的催化剂颗粒与产物分离，促进催化剂沉降，提高催化剂的利用率。
[0017]本技术还设置有过滤区，过滤区内设置有挡板，这样设置是为了分离产物中未溶解的催化剂颗粒，促进催化剂沉降至底部，并沿溢流面返回羰基反应器中继续参与反应，大大降低了催化剂的流失，提高了催化剂的利用率和催化效率，节约了成本。可见，本技术通过结合应用微界面发生器、栅板层、过滤区和挡板等，既提高了反应效率，又提高了催化剂利用率，降低了反应成本。
[0018]本领域所属技术人员可以理解的是，本专利技术所采用的微界面发生器在本专利技术人在先专利中已有体现，如申请号CN201610641119.6、CN201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、CN109437390A、CN205833127U及CN207581700U的专利。在先专利CN201610641119.6中详细介绍了微米气泡发生器(即微界面发生器)的具体产品结构和工作原理，该申请文件中记载了“微米气泡发生器包括本体和二次破碎件、本体内具有空腔，本体上设有与空腔连通的进口，空腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中空腔的横截面积从空腔的中部向空腔的第一端和第二端减小；二次破碎件设在空腔的第一端和第二端中的至少一个处，二次破碎件的一部分设在空腔内，二次破碎件与空腔两端敞开的通孔之间形成一个环形通道。微米气泡发生器还包括进气管和进液管。”从该申请文件中公开的具
体结构可以知晓其具体工作原理为：液体通过进液管切向进入微米气泡发生器内，超高速旋转并切割气体，使气体气泡破碎成微米级别的微气泡，从而提高液相与气相之间的传质面积，而且该专利中的微米气泡发生器属于气动式微界面发生器。
[0019]另外，在先专利201610641251.7中有记载一次气泡破碎器具有循环液进口、循环气进口和气液混合物出口，二次气泡破碎器则是将进料口与气液混合物出口连通，说明气泡破碎器都是需要气液混合进入，另外从后面的附图中可知，一次气泡破碎器主要是利用循环液作为动力，所以其实一次气泡破碎器属于液动式微界面发生器，二次气泡破碎器是将气液混合物同时通入到椭圆形的旋转球中进行旋转，从而在旋转的过程中实现气泡破碎，所以二次气泡破碎器实际上是属于气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微界面的丙烯羰基化反应系统，其特征在于，包括：丙烯管路、合成气管路和羰基反应器；所述羰基反应器中部设置有集液盘；所述集液盘上设置有向上的开口，所述开口上设置有阻逆板；所述集液盘上方设置有第一微界面发生器，所述集液盘下方设置有第二微界面发生器；所述第一微界面发生器侧壁连通有所述丙烯管路；所述第二微界面发生器侧壁连通有丙烯管路和合成气管路；所述羰基反应器顶部设置有过滤区，所述过滤区底部向内倾斜形成溢流面；所述过滤区一侧设置有第一采出口，所述第一采出口连接有第一采出管路；所述过滤区内靠近所述第一采出口处设置有挡板，所述挡板竖直设置，所述挡板与所述溢流面相配合以实现对产物中催化剂颗粒的过滤。2.根据权利要求1所述的基于微界面的丙烯羰基化反应系统，其特征在于，所述第二微界面发生器与所述集液盘间设置有第一栅板层，所述第一微界面发生器上方设置有第二栅板层。3.根据权利要求2所述的基于微界面的丙烯羰基化反应系统，其特征在于，所述第一栅板层与所述第二栅板层均由多层格栅板组成，且多层所述格栅板交错设置。4.根据权利要求1所述的基于微界面的丙烯羰基化反应系统，其特征在于，所述羰基反应器侧壁上设置有溢流口，所述溢流口位于所述集液盘上方且低于所述阻逆板；所述溢流口与所述第二微界面发生器相连。5.根据权利要求1所述的基于微界面的丙烯羰基化反应系统，其特征在于，所述第一微界面发生器与所述第二微界面发生器均为气动式微界面发生器、液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，周政，张锋，李磊，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：