由正丁烯通过氧化脱氢制备1,3-丁二烯的方法_3

文档序号:9793333阅读:来源:国知局
蛋壳催化剂构成。
[0079] 离开氧化脱氨的产物气流2除下二締外通常还包含未转化的1-下締和2-下締、氧 气和水蒸气。作为次要组分,其通常进一步包含一氧化碳、二氧化碳、惰性气体(主要是氮 气)、低沸点控如甲烧、乙烧、乙締、丙烷和丙締、下烧和异下烧,含或不含氨气并且含或不含 含氧控(被称作含氧物)。含氧物可W例如是甲醒、巧喃、乙酸、马来酸酢、甲酸、异下締醒、甲 基丙締酸、己豆醒、己豆酸、丙酸、丙締酸、甲基乙締基酬、苯乙締、苯甲醒、苯甲酸、邻苯二甲 酸酢、巧酬、蔥酿和下醒。
[0080] 反应器出口处的产物气流2的特征在于溫度接近催化剂床末端的溫度。然后使该 产物气流达到150-400°C,优选160-300°C,更优选170-250°C的溫度。为了使溫度保持在所 需范围内,可W将产物气流流经的管线绝热或使用换热器。运种换热器系统可依需要,只要 运种系统可用于使产物气体的溫度保持在所需水平。换热器的实例包括螺旋换热器、板式 换热器、双管换热器、多管换热器、锅炉-螺旋换热器、锅炉-壳式换热器、液-液接触换热器、 空气换热器、直接接触换热器和翅管换热器。由于在将产物气体的溫度设定为所需溫度时, 产物气体中存在的一些高沸点副产物可能沉淀,该换热器系统应优选具有两个或更多个换 热器。如果所提供的两个或更多个换热器在运种情况下平行布置并由此实现所得产物气体 在换热器中的分布式冷却,沉积在换热器中的高沸点副产物的量降低并因此可W延长其使 用寿命。作为上述方法的替代方案,所提供的两个或更多个换热器可W平行布置。将产物气 体供入一个或更多个,但并非全部换热器,其在特定运行期后由其它换热器接替。在运种方 法的情况下,可W连续冷却、可W回收一部分反应热,并且平行地,可W除去沉积在换热器 之一中的高沸点副产物。可W使用溶剂作为上述冷却剂,只要其能溶解高沸点副产物。实例 是芳控溶剂,例如甲苯和二甲苯、二乙苯、Ξ乙苯、二异丙基苯和Ξ异丙基苯。特别优选的是 均Ξ甲苯。也可W使用含水溶剂。运些可W是酸化或碱化的,例如氨氧化钢水溶液。
[0081] 随后,通过冷却和压缩从产物气流2中除去大部分高沸点次要组分和水。通过与冷 却剂接触实现冷却。运一阶段在下文中也被称作骤冷。运种骤冷可W由仅一个阶段或数个 阶段构成(例如图1中的B、c)。由此使产物气流2直接与有机冷却介质3b和9b接触并因此冷 却。合适的冷却介质是水性冷却剂或有机溶剂,优选芳控,更优选甲苯、邻二甲苯、间二甲 苯、对二甲苯或均Ξ甲苯或其混合物。也可W使用二乙苯、Ξ乙苯、二异丙基苯和Ξ异丙基 苯。
[0082] 优选的是两段骤冷(根据图1包含阶段B和C),即阶段化)包含两个冷却阶段化1)和 化2),其中使产物气流2与有机溶剂接触。
[0083] -般而言,根据换热器的存在和溫度水平,产物气体2在骤冷B上游具有100-440°C 的溫度。使该产物气体在第一骤冷阶段B中与由有机溶剂构成的冷却介质接触。在此可W通 过喷嘴引入冷却介质W实现与产物气体的极有效混合。为了相同目的,可W在骤冷阶段中 引入内部构件,例如附加喷嘴,经其一起送入产物气体和冷却介质。设计该骤冷的冷却剂入 口 W使冷却剂入口区中由沉积物造成的堵塞最小化。
[0084] 一般而言,产物气体2在第一骤冷阶段B中冷却到5-180°C,优选冷却到30-130°C, 再更优选冷却到60-110°C。入口处的冷却介质3b的溫度通常可W为25-200°C,优选40-120 °C,尤其优选50-90°C。第一骤冷阶段B中的压力不受特别限制,但通常为0.01-4己(a),优选 0.1 -2己(a),更优选0.2-1己(a)。当产物气体中存在较大量高沸点副产物时,高沸点副产物 在运一工艺段中可能容易聚合并导致由高沸点副产物造成的固体沉积物。一般而言,将骤 冷阶段B设置为冷却塔。该冷却塔中所用的冷却介质3b通常W循环形式使用。基于W克/小 时计的下二締的质量流速计,W升/小时计的冷却介质的循环流速通常可W为0.0001-5 1/ 邑,优选 0.001-1 1/g,更优选0.002-0.2 1/邑。
[00化]冷却介质3在底部的溫度通常可W为27-210°C,优选45-130°C,尤其优选55-95°C。 由于冷却介质4中的次要组分载量随时间经过而增加,可W作为清除料流3a从该循环中取 出一部分荷载的冷却介质,并可W通过添加未荷载冷却介质6使循环速率保持恒定。排出流 速与添加速率的比率取决于第一骤冷阶段结束时产物气体中的蒸汽载量和产物气体溫度。
[0086] 然后可W将可能已贫含次要组分的冷却产物气流4供入第二骤冷阶段C。其随后可 W在此再与冷却介质9b接触。
[0087] -般而言,到第二骤冷阶段C的气体出口处,该产物气体可W被冷却到5至100°C, 优选冷却到15-85°C,再更优选冷却到30-70°C。冷却剂可W与产物气体逆流供入。在运种情 况下,冷却剂入口处的冷却介质9b的溫度可W为5-100°C,优选15-85°C,尤其优选30-70°C。 第二骤冷阶段C中的压力不受特别限制,但通常为0.01-4己(a),优选0.1-2己(a),更优选 0.2-1己(a)。优选将第二骤冷阶段7设置为冷却塔。该冷却塔中所用的冷却介质9b通常W循 环形式使用。基于W克/小时计的下二締的质量流速计,W升/小时计的冷却介质9b的循环 流速通常可 W 为0.0001-5 1/g,优选0.3001-11/g,更优选0.002-0.2 1/g。
[0088] 根据产物气体4的溫度、压力、冷却剂和水含量,在第二骤冷阶段C中可能发生水冷 凝。在运种情况下,可能形成另外包含水溶性次要组分的另外的水相8。在运种情况下,运些 可W在相分离器D中取出。冷却介质9在底部的溫度通常可W为20-210°C,优选35-120°C,尤 其优选45-85°C。由于冷却介质9中的次要组分载量随时间经过而增加,可W作为清除料流 9a从该循环中取出一部分荷载的冷却介质,并可W通过添加未荷载冷却介质10使循环速率 保持t旦定。
[0089] 为了实现产物气体与冷却介质的极好接触,在第二骤冷阶段C中可存在内部构件。 运样的内部构件例如包含泡罩塔盘、离屯、塔盘和/或筛盘、具有规整填料,例如比表面积为 100至lOOOmVm3的片状金属填料,如Mellapak?25〇Y的塔,和具有散堆填料的塔。
[0090] 运两个骤冷阶段的溶剂循环料流可W互相分开或互相结合。例如,可W将料流9a 供入料流3b或替代料流3b。可W借助合适的换热器设置循环料流的所需溫度。
[0091] 在本发明的一个优选实施方案中,冷却阶段化)在两个阶段中进行,在运种情况下 将来自第二阶段化2)的载有次要组分的溶剂导入第一阶段化1)。从第二阶段化2)中排出的 溶剂包含比从第一阶段化1)中排出的溶剂低的次要组分含量。
[0092] 为使液体成分从骤冷夹带到排气管线中最小化,可W采取合适的构造措施,例如 安装除雾器。此外,在骤冷中未从产物气体中分离出的高沸点物质可W通过其它构造措施, 例如附加涂气操作从产物气体中除去。
[0093] 获得气流5,其包含正下烧、1-下締、2-下締和下二締、含或不含氧气、氨气和水蒸 气,和少量甲烧、乙烧、乙締、丙烷和丙締、异下烧、碳氧化物、惰性气体和骤冷中所用的一部 分溶剂。此外,在骤冷中尚未定量除去的痕量高沸点组分可能留在运种气流5中。
[0094] 随后,来自冷却步骤Ca)的已贫含高沸点次要组分的气流b在步骤饥)中在至少一 个压缩阶段饥a)中和优选在至少一个冷却阶段化b)中通过与作为冷却剂的有机溶剂接触 冷却。
[0095] 来自溶剂骤冷的产物气流5在至少一个压缩阶段E中压缩并随后在冷却装置F中进 一步冷却,W形成至少一个冷凝料流14。留下包含下二締、1-下締、2-下締、氧气和水蒸气、 含或不含低沸点控如甲烧、乙烧、乙締、丙烷和丙締、下烧和异下烧、含或不含碳氧化物并且 含或不含惰性气体的气流12。此外,运种产物气流还可能包含痕量高沸点组分。
[0096] 气流5的压缩和冷却可W在一个或多个阶段(η个阶段)中进行。一般而言,压缩总 体上从1.0至4.0己(绝对)压力进行到3.5至20己(绝对)压力。在各压缩阶段后存在冷却阶 段,其中将该气流冷却到15至60°C的溫度。在多级压缩的情况下,该冷凝料流因此还可包含 数个料流。该冷凝料流由大部分水和骤冷中所用的溶剂构成。运两种料流(水相和有机相) 都可能另外包含少量次要组分,如低沸物、C4控、含氧物和碳氧化物。
[0097] 为了冷却通过料流5的压缩生成的料流11和/或为了从料流11中进一步除去次要 组分,冷凝的骤冷溶剂可W在换热器中冷却并作为冷却剂再循环到装置F中。由于运种冷却 介质13b中的次要组分载量随时间经过而增加,可W从循环(13a)中取出一部分荷载的冷却 介质,并可W通过添加未荷载的溶剂(15)使冷却介质的循环速率保持恒定。
[0098] 作为冷却介质添加的溶剂13b可W是水性冷却剂或有机溶剂。优选的是芳控,特别 优选的是甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、二乙苯、Ξ乙苯、二异丙基苯、Ξ异丙基苯、 均Ξ甲苯或其混合物。特别优选的是均Ξ甲苯。
[0099] 可W将冷凝料流13a再循环到该骤冷的循环料流3b和/或9b中。因此,可W使冷凝 料流13a中吸收的C4组分回到气流中,因此可W提高收率。合适的压缩机是例如满轮压缩 机、旋转活塞压缩机和往复活塞压缩机。该压缩机可W例如用电动机、膨胀机或燃气或蒸汽 轮机驱动。根据设计,每压缩阶段的典型压缩比(出口压力:入口压力)为1.5至3.0。用冷却 剂吹扫的换热器或有机骤冷阶段(其可W设计为例如壳管式、螺旋式或板式换热器)冷却该 压缩气体。合适的冷却剂可W是含水溶剂或上述有机溶剂。换热器中所用的冷却剂是冷却 水或热载体油。此外,优选使用借助鼓风机的空气冷却。
[0100] 将包含下二締、正下締、氧气、低沸点控(甲烧、
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