一种应用带离心搅拌的筛板式萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用带离心搅拌的筛板式萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法，包括以下步骤：ａ．含焦油与贵金属催化剂的原始物料与萃取塔侧线采出循环物料混合后一并从萃取塔中段进入萃取塔；ｂ．萃取塔的中段（萃取段）设有循环物料出口和循环物料进口，萃取剂１从萃取塔中段的较上位置进入，萃取剂２从萃取塔中段的较下位置进入，在萃取塔内物料与两种萃取剂互为逆流接触并分层。本发明专利技术在相同的处理能力和物料配比条件下，比一般筛板塔、转盘塔能提高贵金属催化剂的萃取效率３～５％，能更有效地除去焦油。应用本发明专利技术方法，萃取塔传质及分离效果优异，可使用更少的萃取剂，能有效地降低萃取成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法，更具体的说是涉及一种利用带离心搅拌的筛板式萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法。
技术介绍
利用醋酸甲酯的羰基化反应制备醋酐，并在反应中使用铑和碘化物组成的催化剂，已经众所周知。例如美国专利US3927078、US4046807、US4374070、US4559183和欧洲专利EP0087869、EP0087870均公开了相关内容。实际操作时，对来自反应器的物流进行闪蒸分离，从闪蒸顶部除去碘甲烷、醋酸甲酯、部分醋酸、醋酐和其它挥发性成分，并将其送入其后的轻组分分离塔，再次将碘甲烷、醋酸甲酯等低沸点组份与醋酸、醋酐等分离，而含有催化剂及助催化剂、醋酸、醋酐和其它高沸点组份则从闪蒸底部循环回流至反应器。在上述制备过程中，通常都会产生羰化副反应生成的丙酮或其他有机化合物，随着反应地不断进行丙酮或其他有机化合物将会聚合成更高沸点化合物，俗称“焦油”。焦油随着催化剂在反应主流程中循环，不断累积的焦油随羰化反应的进行将逐渐包裹贵金属催化剂，使催化剂丧失催化活性进而终止羰化反应。一般而言，当焦油在主反应系统内含量达到10％以上，即可明显降低反应的时空速率1～1.5mol/L.h。因此为了控制焦油含量在反应系统内保持恒量和低量，在反应过程中必须间接或连续的抽取反应液，除去反应液中的焦油，并回收反应液中的贵金属催化剂循环利用。由美国专利US3927078、US4046807、US4374070、US4559183，欧洲专利EP0087869、EP0087870以及中国专利CN87100396、美国专利US4340569、US4578368、US4605541、US4945075可知，目前在羰基合成醋酐工艺中除去焦油并回收催化剂的方法大致有沉淀法、萃取法、焚烧法等。其中沉淀法中贵金属催化剂的回收率仅为50～60％，焚烧法中贵金属催化剂的回收率为70～85％，而萃取法中贵金属催化剂的回收率可达90％以上。因此用萃取法回收羰基合成醋酐反应液中的贵金属催化剂的方法具有广泛的前景。在萃取法中通常使用的萃取塔有脉冲塔、筛板塔、转盘塔等。萃取塔的性能将直接影响到生产过程的能耗和经济效益等。萃取设备的处理能力和设备效率亦是衡量设备性能的两项最重要的指标，而上述普通萃取塔对此二者往往难以兼顾。比如脉冲填料塔设备效率高，但通量小，限制了其应用范围；震动筛板塔以其突出的高通量而达到广泛应用，但存在传质不够理想，萃取性能欠佳的问题，并且往复运动的中心轴由凸轮驱动，往复运动的幅度不便调节，存有较大的径向受力，影响了设备的运行性能。再如转盘塔，具有结构简单、处理量大的优点，但对大塔径转盘塔的液滴直径预测、传质系数的关联、液滴特征速度、转盘塔径的大小对传质的影响等方面的研究相当困难，至今缺乏实验数据，因而放大困难。由于上述原因，一般萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油处理的实际应用时，往往难以达到更高的贵金属催化剂回收率和有效地除去反应液中的焦油，因此必须对现有的萃取塔进行改进，使贵金属催化剂和焦油能更好地实现分离目的。技术专利200420114546.1是专利技术人的另一项专利技术，该技术公开了一种新型的带离心搅拌的筛板萃取塔。这种带离心搅拌的筛板萃取塔包括萃取筒体、离心式搅拌桨、固定筛板和动力传动装置。萃取塔筒体呈哑铃形，分为上(上澄清段)、中(萃取段)、下(下澄清段)三段构成。离心式搅拌桨由2～4片桨叶构成，每片桨叶与水平均成20～45℃倾斜，并固定于筒体内的中心轴上，其分布特征为一搅拌桨置于两块筛板之间，而每两个搅拌桨中间隔2～10块筛板。总塔共设有20～200块筛板，每块筛板间隔25～200mm。此外，萃取塔内的固定筛板由3～6根支撑杆固定于筒体中段，固定筛板的开孔率为10～30％，搅拌轴边缘小孔直径为10～20mm，筛板边缘小孔直径为4～10mm。该萃取塔的动力传动装置为一变频式电机，并与筒体内的中心轴连接，构成搅拌轴。同时，中心轴(搅拌轴)下端设有导向固定装置，防止中心轴转动时晃动。新型带离心搅拌的筛板萃取塔结构示意图如图2所示。为了使该萃取塔能更适用于羰基合成醋酐中的焦油处理，实际应用中，在该萃取塔的中段(萃取段)增设了循环物料出口和循环物料进口，由此可有效增加物料停留时间，降低塔高。更重要的是由于原始物料中含有一定量的醋酐，萃取剂中含有一定量的水，醋酐与水反应将放出大量热而导致塔内出现温度分布梯度，进而出现各级萃取效率不规则波动，所以通过物料的循环可将反应热移出萃取塔，如此保证了塔内萃取稳定连续进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用技术专利200420114546.1所述的带离心搅拌的筛板式萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法。本专利技术采用的技术方案，包括以下步骤a.含焦油与贵金属催化剂的原始物料与萃取塔侧线采出循环物料混合后一并从萃取塔中段进入萃取塔，所述原始物料是来自羰基合成醋酐主反应流程中反应器或闪蒸槽底部的物料，经过浓缩后形成的含焦油与贵金属催化剂的浓缩物料；b.萃取塔的中段(萃取段)设有循环物料出口和循环物料进口，萃取剂1从萃取塔中段的较上位置进入，萃取剂2从萃取塔中段的较下位置进入，在萃取塔内物料与两种萃取剂互为逆流接触并分层，其中贵金属催化剂主要溶于轻相，焦油主要溶于重相，所述萃取剂1选自不溶于水的有机溶剂，所述萃取剂2是13％～50％的氢碘酸水溶液，原始物料、萃取剂1、萃取剂2的质量比是1∶(1～7)∶(0.2～0.8)。所述萃取塔是技术专利200420114546.1所述的一种带离心搅拌的筛板式萃取塔。步骤b中所述萃取剂1选自二氯甲烷或碘甲烷，所述萃取剂2是20％～35％的氢碘酸水溶液。步骤b中所述原始物料、萃取剂1、萃取剂2的质量比是1∶(1.5～4)∶(0.3～0.6)。步骤b中萃取剂1的进口位置在第1～3块筛板处，萃取剂2进口位置在最后1～3块筛板处，循环物料侧线采出位置在中段(萃取段)1/4～1/2处，循环物料进口位置在中段(萃取段)1/3～3/4处，所述轻相物料出口位置在上澄清段顶部，所述重相物料出口位置在下澄清段底部。本专利技术的有益效果本专利技术在羰基合成醋酐工艺中去除焦油时从反应器或闪蒸器底部适量抽取含焦油和催化剂的反应液，经过蒸发浓缩后，与来自萃取塔中段循环物料出口流出的一股物料充分混合，再由萃取塔中段循环物料进口进入萃取塔。为了更好地分离催化剂和焦油，本专利技术使用了两种萃取剂，其中萃取剂1由萃取塔中段上部进口进入萃取塔，萃取剂2由萃取塔中段下部进口进入萃取塔。通过这样的步骤，原始物料与萃取剂在萃取塔是逆流接触的，同时由于离心搅拌桨叶的转动，所产生的离心力可使轻相沿轴积累，特别是在快速搅拌条件下，轻相滞存率将在轴的附近出现最大值，重相物流在离心作用下将以射流方式撞击塔壁，而后在筛板边缘逐级向下累积。此外，固定筛板可限制了塔内流体返混，更由于每两个离心搅拌桨叶中间隔2～10块筛板，可有效增加停留时间，使来自上(或下)一级的混合物料能进行静止、分层，利于下(或上)一级进一步离心搅拌分离，如此，轻相浓度则沿搅拌轴向上越来越高，而重相浓度则沿塔壁向下越来越高，最终达到两相分离的目的。本专利技术在相同的处理能力和物料配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用带离心搅拌的筛板式萃取塔在羰基合成醋酐工艺中去除焦油的方法，包括以下步骤：ａ．含焦油与贵金属催化剂的原始物料与萃取塔侧线采出循环物料混合后一并从萃取塔中段进入萃取塔，所述原始物料是来自羰基合成醋酐主反应流程中反应器或闪蒸槽底 部的物料，经过浓缩后形成的含焦油与贵金属催化剂的浓缩物料；ｂ．萃取塔的中段（萃取段）设有循环物料出口和循环物料进口，萃取剂１从萃取塔中段的较上位置进入，萃取剂２从萃取塔中段的较下位置进入，在萃取塔内物料与两种萃取剂互为逆流接触并分层 ，其中贵金属催化剂主要溶于轻相，焦油主要溶于重相，所述萃取剂１选自不溶于水的有机溶剂，所述萃取剂２是１３％～５０％的氢碘酸水溶液，原始物料、萃取剂１、萃取剂２的质量比是１∶（１～７）∶（０．２～０．８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇，陈墨庆，崔伟，李俊岭，周亚明，
申请(专利权)人：上海焦化有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]