【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢甲酰化领域，具体涉及一种用于氢甲酰化反应的装置和氢甲酰化的方法及应用。
技术介绍
1、氢甲酰化反应是目前工业上最重要的催化反应之一，能以100％的原子利用率合成具有高附加值的醛类化合物，且产物醛可进一步转化为醇、羧酸、酯和脂肪胺等重要的大宗和精细化学品。
2、在烯烃氢甲酰化工艺反应条件下，合成气为气态，必须溶解在溶剂中才能与催化剂活性中心接触发生反应。在传统的搅拌釜式中，合成气溶解速度较慢，需要较强的搅拌才能确保反应正常进行。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于氢甲酰化反应的装置和方法。本专利技术方法可以间歇操作也可以连续操作，以烯烃为主要原料，在催化剂的作用下与合成气(h2/co)接触进行氢甲酰化反应合成醛。本专利技术的装置和方法提高了气液混合程度，通过强化反应过程的传质达到快速而高效的进行反应的目的。
2、本专利技术第一方面提供了一种用于氢甲酰化反应的装置，该装置包括釜体1、在釜体1内部的旋转轴2，以及与以所述旋转轴2为中心的从上至下设置的导流竖筒3和喷射栅板5；所述导流竖筒3由连接拉杆与釜体1上部连接，导流竖筒3侧壁设置孔洞31；导流竖筒3下方设喷射栅板5，喷射栅板5的上端与导流竖筒3下方连接；在所述喷射栅板5内部且与旋转轴2相连的从上至下设置的第一桨叶4和分散筒7；所述分散筒7内设置与旋转轴2连通的第二桨叶6；所述旋转轴2设置吸气口21；所述第二桨叶6设置通气小孔61；所述釜体1设置烯烃进料口
3、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述釜体1用于进行氢甲酰化反应；所述旋转轴2用于转动第一桨叶4和第二桨叶6以提供搅拌作用，并通过旋转轴2的吸气口21吸入合成气进料口12输入的合成气并通过第二桨叶6的通气小孔61排出合成气，并进入分散筒7；所述分散筒7用于将排出的合成气进行多级切割、分散并使合成气进入喷射栅板5；所述导流竖筒3用于在搅拌作用下使物料分散进入喷射栅板5，所述物料包括烯烃进料口11输入的烯烃、合成气进料口12输入的合成气、溶剂进料口13输入的溶剂和催化剂进料口14输入的催化剂；所述喷射栅板5用于使所述合成气和所述液体物料进行混合并反应，得到反应产物。
4、在本专利技术中，桨叶4与分散筒7在栅板内但是不与栅板5相连，均与旋转轴2相连。
5、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述釜体底部设置出料口15，用于排出反应产物。
6、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述喷射栅板5的侧壁设置喷射孔51，用于切割、分散反应物料。
7、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述旋转轴2顶部与传动部件8连通，所述传动部件8用于提供动能使得旋转轴2转动。
8、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述旋转轴2内部为空心结构。
9、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，优选地，所述釜体1外部设置换热夹套16。
10、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，所述装置还包括一组或多组桨叶，根据需要而定，以能够使物料充分混合为目的。
11、根据本专利技术所述的装置的一些实施方式，在反应的过程中釜体为密闭状态。
12、本专利技术第二方面提供了一种采用上述的装置进行氢甲酰化的方法，包括以下步骤：
13、步骤a、将溶剂通过溶剂进料口13引入装置的釜体1内；在搅拌作用下，溶剂通过导流竖筒3的孔洞31和第一桨叶4的作用进而分散进入喷射栅板5，形成液相；
14、步骤b、将合成气通过合成气进料口12引入装置的釜体1内，釜体1内上部的合成气通过旋转轴2上的吸气口21引入旋转轴2内，再通过第二桨叶6上的通气小孔61喷射排出合成气，合成气进入分散筒7，分散筒7使排出的合成气进行多级切割、分散并使合成气进入喷射栅板5，合成气与步骤a得到的所述液相接触并第一混合，得到混合液体；
15、步骤c、将催化剂通过催化剂进料口14引入装置的釜体(1)内；在搅拌作用下，催化剂通过导流竖筒3的孔洞(31)和第一桨叶4的作用进而分散进入喷射栅板5，并与步骤b得到的所述混合液体接触并第二混合，得到含催化剂混合液体；
16、步骤d、将烯烃通过烯烃进料口11引入装置的釜体1内；在搅拌作用下，烯烃通过导流竖筒3的孔洞31和第一桨叶4的作用进而分散进入喷射栅板5，并与步骤c得到的所述含催化剂混合液体接触并进行反应。
17、在本专利技术中，在搅拌的作用下，桨叶附近的物料被甩出，形成微负压的状态，然后外界的物料不断补充，所以整体的物料是均匀的。导流竖筒的作用是在搅拌的作用下把上部的物料不断吸入，然后在栅板周围(不仅仅是气体，还有液体)混合后甩出。
18、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，所述合成气是以一氧化碳和氢气(h2/co)为主要组分。
19、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述反应的温度为60-140℃，优选为70-100℃。
20、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述反应的压力为0-20mpa，优选为1-7mpa。
21、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述第一混合的时间为1-30min，优选为15-25min。
22、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述第二混合的时间为0.1-20min，优选为1-10min。
23、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述催化剂用量为溶剂用量的0.01-2重量％。
24、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述反应产物通过喷射孔51喷射至出料口15。
25、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，传动部件8提供动能使得旋转轴2转动。
26、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述釜体1外部设置换热夹套16。
27、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述溶剂选自醛类化合物、酮类化合物、苯、苯的取代物、烷烃和取代烷烃中的至少一中，优选选自丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、甲基异丁基酮、乙酰苯、甲苯、二甲苯、氯苯和庚烷中的至少一种，更优选选自甲苯和/或壬醛。在本专利技术中，溶剂和反应体系为无水无氧条件。
28、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，用于本申请的氢甲酰化催化剂可以是用于催化烯烃氢甲酰化的常规催化剂体系，包括钴系催化剂和铑系催化剂，优选铑系催化剂体系，包括作为催化剂前驱体的含铑化学物和作为配体的有机膦化合物。在该铑系催化剂体系中，可以加入也可以不加入助催化剂。
29、根据本专利技术所述的方法的一些实施方式，优选地，所述铑催化剂的加入量，以金属铑计为50-400ppm；和/或有机膦化合物与铑催化剂中金属铑的摩尔比例为(0.5-200):1；和/或烯烃与铑催化剂中金属铑的摩尔比例为100本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于氢甲酰化反应的装置，该装置包括釜体(1)、在釜体(1)内部的旋转轴(2)，以及与以所述旋转轴(2)为中心的从上至下设置的导流竖筒(3)和喷射栅板(5)；所述导流竖筒(3)由连接拉杆与釜体(1)上部连接，导流竖筒(3)侧壁设置孔洞(31)；导流竖筒(3)下方设喷射栅板(5)，喷射栅板(5)的上端与导流竖筒(3)下方连接；在所述喷射栅板(5)内部且与旋转轴(2)相连的从上至下设置的第一桨叶(4)和分散筒(7)；所述分散筒(7)内设置与旋转轴(2)连通的第二桨叶(6)；所述旋转轴(2)设置吸气口(21)；所述第二桨叶(6)设置通气小孔(61)；所述釜体(1)设置烯烃进料口(11)、合成气进料口(12)、溶剂进料口(13)和催化剂进料口(14)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述釜体(1)用于进行氢甲酰化反应；所述旋转轴(2)用于转动第一桨叶(4)和第二桨叶(6)以提供搅拌作用，并通过旋转轴(2)的吸气口(21)吸入合成气进料口(12)输入的合成气并通过第二桨叶(6)的通气小孔(61)排出合成气，并进入分散筒(7)；所述分散筒(7)用于将排出的合成气
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述釜体底部设置出料口(15)，用于排出反应产物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述喷射栅板(5)的侧壁设置喷射孔(51)，用于切割、分散反应物料。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋转轴(2)顶部与传动部件(8)连通，所述传动部件(8)用于提供动能使得旋转轴(2)转动。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋转轴(2)内部为空心结构。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述釜体(1)外部设置换热夹套(16)。
8.一种采用权利要求1-7中任一项所述的装置进行氢甲酰化的方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为60-140℃，优选为70-100℃；和/或，所述反应的压力为0-20MPa，优选为1-7MPa。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述第一混合的时间为1-30min，优选为15-25min；和/或，所述第二混合的时间为0.1-20min，优选为1-10min。
11.权利要求1-7中任一项所述的装置或权利要求8-10中任一项所述的氢甲酰化的方法在烯烃氢甲酰化工艺中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于氢甲酰化反应的装置，该装置包括釜体(1)、在釜体(1)内部的旋转轴(2)，以及与以所述旋转轴(2)为中心的从上至下设置的导流竖筒(3)和喷射栅板(5)；所述导流竖筒(3)由连接拉杆与釜体(1)上部连接，导流竖筒(3)侧壁设置孔洞(31)；导流竖筒(3)下方设喷射栅板(5)，喷射栅板(5)的上端与导流竖筒(3)下方连接；在所述喷射栅板(5)内部且与旋转轴(2)相连的从上至下设置的第一桨叶(4)和分散筒(7)；所述分散筒(7)内设置与旋转轴(2)连通的第二桨叶(6)；所述旋转轴(2)设置吸气口(21)；所述第二桨叶(6)设置通气小孔(61)；所述釜体(1)设置烯烃进料口(11)、合成气进料口(12)、溶剂进料口(13)和催化剂进料口(14)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述釜体(1)用于进行氢甲酰化反应；所述旋转轴(2)用于转动第一桨叶(4)和第二桨叶(6)以提供搅拌作用，并通过旋转轴(2)的吸气口(21)吸入合成气进料口(12)输入的合成气并通过第二桨叶(6)的通气小孔(61)排出合成气，并进入分散筒(7)；所述分散筒(7)用于将排出的合成气进行多级切割、分散并使合成气进入喷射栅板(5)；所述导流竖筒(3)用于在搅拌作用下使物料分散进入喷射栅板(5)，所述物料包括烯烃进料口(11)输入的烯烃、合成气进料口(12)输入的合成气、溶剂进料口(13)输入的溶剂和催化剂进料口(14)输入的催化剂；所述喷射栅板(...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡嵩霜，吴红飞，任行涛，王霄青，潘峰，冯贺英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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