本发明专利技术涉及一种通过草酸酯气相催化加氢制乙二醇的方法，主要解决以往技术中用于草酸酯催化加氢制乙二醇反应过程中，温度控制困难，存在目的产物选择性低的技术问题。本发明专利技术通过采用以草酸酯为原料，在反应温度为170～270℃，草酸酯重量空速为0.2～5小时-1，氢/酯摩尔比为40～200∶1，反应压力为1.5～10MPa条件下，原料与采用内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器内的含铜催化剂接触，生成含有乙二醇的流出物的技术方案，较好地解决了该问题，可用于草酸酯催化加氢制乙二醇的工业生产中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，特别是关于采用内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器对催化剂进行换热实现草酸酯催化加氢制乙二醇的反应，实用于通过草酸酯气相催化加氢制乙二醇反应过程中。
技术介绍
乙二醇(EG)是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚醋纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等，此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用作过硼酸铵的溶剂和介质，用于生产特种溶剂乙二醇醚等，用途十分广泛。目前,我国已超过美国成为世界第一大乙二醇消费大国，2001 2006年国内表观消费量年均增速达17. 4%。虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快，但由于聚酯等工业的强劲发展，仍不能满足日益增长的市场需求，每年都需要大量进口，且进口量呈逐年增长态势。当前，国内外大型乙二醇的工业化生产都采用环氧乙烷直接水合，S卩加压水合法的工艺路线，生产技术基本上由英荷ShelI、美国Halcon-SD以及美国UCC三家公司所垄断。另外，乙二醇新合成技术的研究和开发工作也一直在取得进展。如Shell公司、UCC公司、莫斯科门捷列夫化工学院、上海石化院等相继开发了环氧乙烷催化水合法制乙二醇生产技术；Halcon-SD、UCC、Dow化学、日本触媒化学以及三菱化学等公司相继开发了碳酸乙烯酯法制乙二醇生产技术；Dow化学等公司开发了 EG和碳酸二甲酯(DMC)联产制乙二醇生产技术等。对于直接水合法的反应产物含水量高、后续设备(蒸发器)流程长、设备大、能耗高、过程总收率只有70%左右，直接影响EG的生产成本。直接水合法与催化水合法相比大幅度降低了水比，同时获得了较高的EO转化率和EG选择性。如果催化剂稳定性及相关工程技术问题很好地解决、那么EO催化水合制EG代替非催化水合工艺是大势所趋。碳酸乙烯酯(EC)法制备EG的技术无论在EO转化率、EG选择性方面，还是在原料、能量消耗方面均比EO直接水合法具有较大的优势，是一种处于领先地位的方法。EG和DMC联产技术可充分利用乙烯氧化副产的CO2资源，在现有EO生产装置内，只需增加生产EC的反应步骤就可生产两种非常有价值的产品，非常具有吸引力。但上述方法的共同缺点是需要消耗乙烯资源，而对于目前乙烯主要靠传统的石油资源炼制，且未来一段时期全球石油价格将长期高位运行的情况下，以资源丰富、价格便宜的天然气或煤代替石油生产乙二醇(非石油路线，又叫CO路线)，可具备与传统的乙烯路线相竞争的优势。其中，合成气合成EG新技术，可能会对EG生产工艺的革新产生重大的影 响。以一氧化碳为原料制备草酸二甲酯，然后将草酸二甲酯加氢制备乙二醇是一条非常具有吸引力的煤化工路线。现在国内外对以一氧化碳为原料制备草酸二甲酯的研究取得了良好的效果，工业生产已经成熟。而将草酸二甲酯加氢制备乙二醇，仍有较多工作需要深入研究，尤其在如何有效提高こニ醇的选择性及提高催化剂稳定性上还没有很好的突破。文献CN200710061390. 3公开了ー种草酸酯加氢合成こニ醇的催化剂及其制备方法，该催化剂及其エ艺的草酸酯转化率较低，一般在96%左右，こニ醇的选择性约为92%左右。上述文献所涉及的技术存在的主要问题是原料转化率低，こニ醇选择性低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是以往文献技术中用于通过草酸酯催化加氢制こニ醇反应过程中，温度控制困难，目的产物选择性低的技术问题，提供一种新的通过草酸酯气相催化加氢制こニ醇的方法。该方法用于草酸酯气相催化加氢制こニ醇的过程中，温度控制均匀，具有こニ醇选择性高的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种通过草酸酯气相催化加氢制こニ醇的方法，以草酸酯为原料，在反应温度为170 270°C，草酸酯重量空速为O. 2 5小时Λ氢/酷摩尔比为40 200 1，反应压カ为I. 5 IOMPa条件下，原料与采用内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器内的含铜催化剂接触，生成含有こニ醇的流出物，其中内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器基本由原料入口(I)、原料入口(2)、气体一次分布室(26)、气体一次分布室(27)、下绝热催化剂层(30)、反应管束外管(5)、反应管束内管(28)、等温催化剂床(7)、上绝热催化剂层(31)、气体二次分布室(24)、集气室(13)、多孔集气板(11)和产物出口(12)组成，其特征是催化剂床(7)依反应气流动方向顺序分为第一换热区块(22)、第二换热区块(19)和第三换热区块(16);在反应器上管板(4)的上部设置上绝热催化剂层(31)，在反应器下管板的下部设置下绝热催化剂层(30)。上述技术方案中等温催化剂床(7)内设置反应管束内管(28)，反应管束内管(28)通过入口气体连接软管(29)与集气室(13)内的气体一次分布室(26)和气体一次分布室(27)相连。多孔集气板(11)位于集气室(13)内，并与产物出口(12)相连接。第一换热区块(22)与第一区换热介质出口(23)和第一区换热介质入口(21)相连，第二换热区块(19)与第二区换热介质入口(8)和第二区换热介质出口(20)相连，和第三换热区块(16)与第三区换热介质入口(15)和第三区换热介质出口(17)相连；第一换热区块(22)与第二换热区块(19)之间通过第一分区隔板(6)分隔，第二换热区块(19)和第三换热区块(16)之间通过第二分区隔板(9)分隔。第一分区隔板(6)距离反应器盖板(25)下距离优选为反应器长度的1/8 1/3 ;第二分区隔板(9)距离第一分区隔板(6)下距离优选为反应器长度的1/8 1/3。下绝热催化剂层(30)的高度优选是等温催化剂床(7)高度的1/20 1/3 ；上绝热催化剂层(31)的高度优选是等温催化剂床(7)高度的1/20 1/3。上述技术方案中反应条件优选为反应温度为190 260°C，草酸酯重量空速为 0.4 2小吋-1，氢/酷摩尔比为40 100 1，反应压カ为I. 5 5MPa。众所周知，草酸酯加氢制こニ醇反应是放热反应，且草酸酯加氢制こニ醇反应是串联反应，而こニ醇是反应过程的中间产物，若过度加氢会生成こ醇。研究还发现，草酸酷加氢制こニ醇反应的最佳发言“视窗”很窄，温度低反应转化率低，温度高时こニ醇的选择性低，控制反应床层温度分布均匀至关重要，催化剂床层的温度分布越均匀，こニ醇的选择就越容易控制，且容易保持较高的选择性。对于常规的固定床反应器而言，由于催化反应在催化剂上并不按前后相等速度进行，一般反应器前部离平衡远，反应速度快，放出反应热也多，后部随反应接近平衡，反应速度减慢，放出反应热也少，若冷却剂的温度前后一祥，这样如果降低冷却剂温度，加大传热温差和移热，达到上部或前部高反应速度和强反应热的移热要求，则反应器下部或后部反应热减小，移热大于反应热造成反应温度下降，使反应速度进ー步减慢直到催化剂活性以下就停止反应，因此难以做到前后部反应都在最佳反应温度下进行的两全其美的办法。本专利技术针对这ー根本矛盾，突破现有用同一温度的冷却剤，而采用反应器不同区段采用不同温度冷却剂来解决，使反应中换热按反应热移出的大小需要设计，具体可按反应气在催化剂层中流动方向顺序划分为前后多个块区，由冷却剂通过换本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通过草酸酯气相催化加氢制こニ醇的方法，以草酸酯为原料，在反应温度为170 270°C，草酸酯重量空速为0.2 5小时—1，氢/酷摩尔比为40 200 I，反应压カ为I. 5 IOMPa条件下，原料与采用内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器内的含铜催化剂接触，生成含有こニ醇的流出物，其中内管和外管的套管结构以及热点分布区强化传热的复合反应器基本由原料入口(I)、原料入口(2)、气体一次分布室(26)、气体一次分布室(27)、下绝热催化剂层(30)、反应管束外管(5)、反应管束内管(28)、等温催化剂床(7)、上绝热催化剂层(31)、气体二次分布室(24)、集气室(13)、多孔集气板(11)和产物出口(12)组成，其特征是催化剂床(7)依反应气流动方向顺序分为第一换热区块(22)、第二换热区块(19)和第三换热区块(16);在反应器上管板(4)的上部设置上绝热催化剂层(31)，在反应器下管板(10)的下部设置下绝热催化剂层(30)。2.根据权利要求I所述通过草酸酯气相催化加氢制こニ醇的方法，其特征在于反应器的等温催化剂床(7)内设置反应管束内管(28)，反应管束内管(28)通过入口气体连接软管(29)与集气室(13)内的气体一次分布室(26)和气体一次分布室(27)相连。3.根据权利要求I所述通过草酸酯气相催化加氢制こニ醇的方法，其特征在于多孔集气...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾松园，刘俊涛，李蕾，刘国强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。