一种1,4-丁二醇的制备系统及工艺的制作方法

文档序号:24175706发布日期:2021-03-09 08:26阅读:1057来源:国知局
一种1,4-丁二醇的制备系统及工艺的制作方法

1.本发明涉及1,4-丁二醇的制备技术领域,尤其涉及一种1,4-丁二醇的制备系统及工艺。


背景技术:

2.1,4-丁二醇是一种重要的基本有机化工和精细化工原料。其用途广泛,尤其它的衍生物更是附加价值高的精细化工产品,广泛用作溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、人造革、纤维、工程塑料等方面。1,4-丁二醇还用作制造四氢呋喃(thf)、γ-丁内酯(gbl)、n-甲基呲咯烷酮(nmp)等。近年来pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯,主要用于pbt改性、pbt抽丝、拉膜、光纤护套等领域,在增强改性后可广泛应用于汽车制造、电子电气、仪表仪器、照明用具、家电、纺织、机械和通讯等领域)工程塑料和pbt纤维,因其易加工,优异的电性能、机械及耐热性能,而被广泛应用于汽车、机械、电子和电气等工业。pbt纤维具有优异的弹性(优于尼龙),染色性和吸水性好,手感丰满,主要用于高档运动服,妇女内衣和紧身衣等,具有较大潜在市场。
3.1,4-丁二醇的生产工艺路线多达十几种,主要有reppe法、正丁烷/顺酐法、丁二烯法和环氧丙烷法等,其中reppe法和正丁烷/顺酐法是目前生产1,4-丁二醇的最主要工艺。此外还有生物转化法和1,2-环氧-3-丁烯选择性水解直接制1,4-丁二醇等新方法[以乙炔和甲醛为原料,在铜催化作用下生成1,4-丁炔二醇,再加氢生成1,4-丁二醇。其中reppe法是使用最广泛的工艺方法。
[0004]
reppe法分为经典法和改良法。经典法中,在13.8-27.6mpa和250-350℃的操作条件下,导致乙炔分压较高,有爆炸危险,另外,乙炔聚合会生成聚乙炔,导致催化剂失活。
[0005]
改良后的reppe法工艺中,采用cu-bi硅胶催化剂,温度90-100℃,压力0.1-0.2mpa,在悬浮床或者淤浆床中进行1,4-丁炔二醇合成,降低反应过程乙炔分压。
[0006]
以前我国合成1,4-丁二醇有多种路线,但是最近几年,随着1,4-丁二醇合成技术的发展,现在制备1,4-丁二醇主要是通过炔醛法来完成的。在利用炔醛法合成1,4-丁二醇的工艺流程中,特别是将乙炔、甲醛混合和利用1,4-丁炔二醇加氢合成1,4-丁二醇过程中,由于直接将两种密度不同的气体直接进行混合,反应率较低,反应率较低,不可避免的会产生大量衍生物质,增加后期分离的成本。
[0007]
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。


技术实现要素:

[0008]
针对上述的缺陷,本发明的目的在于提供一种1,4-丁二醇的制备系统及工艺,其对传统1,4-丁二醇生产系统进行改进,在降低企业设备升级成本的同时,提高反应效率。
[0009]
为了实现上述目的,本发明提供一种1,4-丁二醇的制备系统,包括甲醛生产装置、乙炔发生装置、微界面发生器、脱离子系统和加氢系统;所述微界面发生器用于将气体破碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡,其包括第一微界面发生器和第二微界面发生器;所
述甲醛生产装置和所述乙炔发生装置的输出端通过所述第一微界面发生器连接炔化反应装置;所述脱离子系统的输出端通过所述第二微界面发生器连接所述加氢系统,且所述加氢系统为多级加氢系统;所述甲醛生产装置包括相互连接的加热系统、反应系统和产品收集系统,所述加热系包括加热器、再沸器和过热器;所述加热器包括第一加热器和第二加热器,所述第一加热器位于尾气风机的输出端,第二加热器连接分别连接外界空气和混合器。
[0010]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述炔化反应装置后端还连接精馏装置,所述精馏装置为1,4-丁炔二醇精馏装置,所述1,4-丁炔二醇精馏装置的输出端连接所述脱离子系统。
[0011]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述多级加氢系统包括低压加氢系统和高压加氢系统,所述低压加氢系统与所述高压加氢系统的输入端均连接第二微界面发生器,所述第二微界面发生器的输入端连接所述脱离子系统。
[0012]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述反应器与过热器之间还连接有用于稳压平衡的汽包。
[0013]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述吸收塔的数量为两个,包括第一吸收塔和第二吸收塔,第一吸收塔的输出端连接有循环泵,所述循环泵的输出端连接配制槽与产品槽,所述第二吸收塔的输出端连接有尾气风机和燃烧器,且所述尾气风机的输出端连接所述第一加热器。
[0014]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述乙炔发生装置依次包括水解系统、乙炔发生器和冷却器,所述冷却器的输出端连接水解槽和气柜。
[0015]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述加氢系统内设有外式反应器,所述外式反应器包括淤浆床、固定床、滴流床或毛细管反应器中的一种或多种。
[0016]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述毛细管反应器呈上端开口直径小于下端开口直径。
[0017]
根据本发明的1,4-丁二醇的制备系统,所述毛细管反应器由多个单个毛细管均匀组合成型,单个毛细管的内径为2-4mm,整体式毛细管的底部内径为10-16cm,上部直径为5-8cm。
[0018]
一种1,4-丁二醇的制备工艺,包括如下步骤:
[0019]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0020]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为cu2c
2-bi2o3或sio2,反应温度为80-120℃,反应釜中的反应压力≤2mpa;
[0021]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为两段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力1-5mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10-30mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0022]
本发明的目的在于提供一种1,4-丁二醇的制备系统,包括甲醛生产装置、乙炔发生装置、微界面发生器、脱离子系统和加氢系统;所述微界面发生器包括第一微界面发生器和第二微界面发生器;所述甲醛生产装置和所述乙炔发生装置的输出端通过所述第一微界
面发生器连接并快速混合进行炔醛反应,生成1,4-丁炔二醇。脱离子系统的输出端通过所述第二微界面发生器连接所述加氢系统,且所述加氢系统为多级加氢系统;由于加氢反应是较强的放热反应,工业上1,4-丁炔二醇加氢过程中易出现局部过热,高温易使催化剂失活,降低催化剂的寿命的现象,因此一般加氢系统选用多级加氢系统,可以极大的提高设备的使用寿命,防止局部过热。所述甲醛生产装置包括相互连接的加热系统、反应系统和产品收集系统,所述加热系统位于所述反应系统前端,包括加热器、再沸器和过热器;所述反应系统包括阻火过滤器、反应器和吸收塔;所述产品收集系统包括配制槽和产品槽;所述加热器包括第一加热器和第二加热器,所述第一加热器位于尾气风机的输出端,第二加热器连接分别连接外界空气和混合器,微界面发生器能够将氢气破碎成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡,同时将微米级气泡与1,4-丁炔二醇充分混合形成气液乳化物,提高气体与液体之间的接触面积,而化学性质不便,在反应过程中可以极大的提高化学反应效率。
附图说明
[0023]
图1是本发明的结构示意图;
[0024]
图2是本发明的甲醛生产装置结构示意图;
[0025]
图3是本发明乙炔的生产流程图;
[0026]
图4是毛细管反应器结构示意图;
[0027]
图5是本发明的工艺流程示意图;
[0028]
在图中,1-尾气风机,2-第一加热器,3-第二加热器,4-再沸器,5-混合器,6-过热器,7-阻火过滤器,8-汽包,9-反应器,10-第一吸收塔,11-第二吸收塔,12-循环泵,13-配制槽,14-产品槽,15-焚烧器,bdo-1,4-丁二醇,byd-1,4-丁炔二醇,bed-1,4-丁烯二醇。
具体实施方式
[0029]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
[0030]
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0033]
参见图1、图5,本发明的目的在于提供一种1,4-丁二醇的制备系统,包括甲醛生产装置、乙炔发生装置、微界面发生器、脱离子系统和加氢系统;微界面发生器包括第一微界
面发生器和第二微界面发生器;甲醛生产装置和乙炔发生装置的输出端通过第一微界面发生器连接并快速混合进行炔醛反应,生成1,4-丁炔二醇。
[0034]
脱离子系统的输出端通过第二微界面发生器连接加氢系统,且加氢系统为多级加氢系统;由于加氢反应是较强的放热反应,工业上1,4-丁炔二醇加氢过程中易出现局部过热,高温易使催化剂失活,降低催化剂的寿命的现象,因此一般加氢系统选用多级加氢系统,可以极大的提高设备的使用寿命,防止局部过热。
[0035]
微界面强化反应器适用于绝大多数受传质和传热控制反应过程,如气-液、气-液-固、液-液、液-液-固、气-液-液-固反应体系等等。其基本科学原理是将反应体系的气-液、液-液、气-液-液相界面的气体或液相颗粒直径破碎成微米级(30-900μm)范围,而传统的鼓泡反应器内气、液相颗粒直径一般为毫米/厘米级(3mm-30mm)。这样可成倍地提高气-液、液-液之间的传质面积和总传质速率,从而大幅提高反应速度、有效控制副反应和提高产品收率、显著降低反应过程的能耗和物耗、以及反应工段的提高安全性等。
[0036]
一般地,对于氧化、过氧化、加氢、苯环氯化、等气-液、气-液-固等反应体系,与传统的搅拌反应釜相比,反应速率可提高3-5倍或更多,能耗一般可节省30-50%或更多,物耗节省5%-20%不等。
[0037]
微界面强化反应器是一种通用性技术,适合于石化、煤化工、精细化工、制药(医药、农药、兽药)生产、新材料生产、日化生产、电子与生物化学品、海洋化工、环境化工等多行业多领域具有气-液、气-液-固、液-液、液-液-固、气-液-液-固等化学反应的场合,可大幅提高反应效率、减少污染物排放和降低能耗。
[0038]
参见图2,生产甲醛的过程,甲醛生产装置包括相互连接的加热系统、反应系统和产品收集系统,加热系统位于反应系统前端,包括加热器、混合器5、再沸器4和过热器6;反应系统包括阻火过滤器7、反应器9和吸收塔;产品收集系统包括配制槽13和产品槽14;加热器包括第一加热器2和第二加热器3,第一加热器位于尾气风机1的输出端,第二加热器3连接分别连接外界空气和混合器5。在生产甲醛的过程中,一般所需的温度较高,为了充分反映,吸收塔的数量至少为两个,包括第一吸收塔10和第二吸收塔11,第二吸收塔依然会产生大量余热,而余热经由尾气风机1后,快速进入第一加热器2中,再次加热并投入反映中,可以更好地提高反应效率。
[0039]
本发明炔化反应装置后端还连接精馏装置,精馏装置为1,4-丁炔二醇精馏装置,1,4-丁炔二醇精馏装置的输出端连接脱离子系统,1,4-丁二醇在制备过程中,会产生大量的1,4-丁炔二醇中间产物,利用精馏装置,可以更好地去除其他杂质,如水汽等,方便进行下一个加工步骤。
[0040]
更进一步的,本发明的多级加氢系统包括低压加氢系统和高压加氢系统,低压加氢系统与高压加氢系统的输入端均连接第二微界面发生器,第二微界面发生器的输入端连接脱离子系统。由于加氢反应是较强的放热反应,工业上1,4-丁炔二醇加氢过程中反应热移除过程复杂,易出现局部过热,高温易使催化剂失活,降低催化剂的寿命。局部反应过温度过高的主要原因是1,4-丁炔二醇加氢过程是连串反应,1,4-丁炔二醇先加氢生成1,4-丁烯二醇再加氢生成1,4-丁二醇。1,4-丁炔二醇加氢过程的主反应式为:
[0041]
ch2oh—c≡≡c—ch2oh+h2—

ch2oh—ch=ch—ch2oh δh=

154.8kj/mol(1)
[0042]
ch2oh—ch=ch—ch2oh+h2—

ch2oh—ch2—ch2—ch2oh δh=

96.3kj/mol(2)
[0043]
1,4-丁炔二醇二段加氢工艺,可以降低1,4-丁炔二醇直接一段加氢压力,1,4-丁二醇的收率可以提高到96%以上,可以极大提高1,4-丁二醇产品质量。
[0044]
在实际生产甲醛的过程中,反应器9与过热器6之间还连接有用于稳压平衡的汽包8,汽包8汽包中存有一定水量,具有一定的热量及工质的储蓄,在工况变动时可减缓汽压变化速度,当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。
[0045]
更好地,在生产甲醛的过程中,一般需要设置多个吸收塔,本发明中的吸收塔的数量为两个,包括第一吸收塔10和第二吸收塔11,第一吸收塔10的输出端连接有循环泵12,循环泵12的输出端连接配制槽13与产品槽14,第二吸收塔11的输出端连接有尾气风机1和燃烧器15,且尾气风机1的输出端连接第一加热器2。第一吸收塔10产生的甲醛在循环泵12的作用下进入存储环节或直接进入下一个生产工序。
[0046]
参见图3,乙炔发生装置依次包括水解系统、乙炔发生器和冷却器,冷却器的输出端连接水解槽和气柜。在实际使用过程中,利用电石水解的主要生产过程是:原料加工;配料;通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内,在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右,依下式反应生成电石:gao+3c

cac2+co。熔化了的碳化钙从炉底取出后,经冷却、破碎后作为成品包装。
[0047]
另一种方法是湿法乙炔发生是用多于理论量17倍的水分解电石,产生的电石渣浆含水量为90%。反应热由渣浆水带走,有将近1%的溶解损失。每次加料都需要置换,会排掉斗内的乙炔从而造成额外损失。每生产1吨1,4-丁二醇就要产生15吨含有大量硫、磷的污水,只有一小部分能够回用。电石渣浆经过压滤成为含水量约35%的滤饼,乙炔的极限收率为96%。
[0048]
本发明的加氢系统内设有外式反应器,外式反应器包括淤浆床、固定床、滴流床或毛细管反应器中的一种或多种。由于加氢反应是较强的放热反应,为提高设备的使用寿命,加氢系统需要选择合适的外式反应器,散热性能较好的为淤浆床、固定床、滴流床或毛细管反应器。
[0049]
参见图4,更好地,本发明的外式反应器为毛细管反应器,毛细管反应器由多个单个毛细管均匀组合成型,单个毛细管的内径为2-4mm,整体式毛细管的底部内径为10-16cm,上部直径为5-8cm。外式反应器一般优先选用毛细管反应器,毛细管反应器包括泵体和反应器本体,反应器本体底部直径为6-10cm,上部直径为3-6cm,催化剂负载在反应管的内壁,反应段位于反应器本体下半段,增加微界面发生器,采用气液并流向下通过毛细管,毛细管反应器成本较低,散热效果好,便于安装是用。毛细管反应器一般由多个单个毛细管均匀组合成型,单个毛细管的内径为2mm,整体式毛细管的底部内径为10cm,上部为5cm,催化剂负载在反应管的内壁,采用气液并流向下通过毛细管并在催化剂上发生反应。研究表明,温度在24℃-54℃、压力在100-300kpa,及流动状态(单相流、低气含率两相流、高气含率两相流)对1,4-丁炔二醇加氢过程的影响。实验结果表明,在单个毛细管和多个毛细管下,1,4-丁炔二醇的转化率为100%,1,4-丁烯二醇选择性达到98%。在相同的温度和压力下,多个毛细管反应器催化剂表面活性氢的浓度要高于单个毛细管,且随着温度的升高而降低。毛细管反应器中气液接触效率高,强化了气液传质,提高了催化剂表面活性氢的浓度,从而提高了1,4-丁烯二醇的选择性。
[0050]
淤浆床也可以有效地移除反应热,使催化剂保持较好的活性,但需要对产品和催
化剂进行分离。固定床和滴流床中产品与催化剂易于分离,反应器采用反应物料外循环进行冷却降温后返回反应器、段间换热和过量冷氢循环进行反应热的移除,固定床与滴流床中内扩散阻力大,在高压下操作,造成设备投资高等问题。
[0051]
1,4-丁二醇的制备系统,包括如下操作步骤,
[0052]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0053]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为cu2c
2-bi2o3或sio2,反应温度为80-120℃,反应釜中的反应压力≤2mpa;
[0054]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为两段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力1-5mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10-30mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0055]
实施例1
[0056]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0057]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为sio2,反应温度为80℃,反应釜中的反应压力1mpa;
[0058]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为两段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力2mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0059]
本实施例的加氢工艺选用的是一步加氢,在固定床中采用雷尼镍为催化剂,于30mpa下进行反应,微界面发生器中1,4-丁炔二醇与氢气的比例采用100:1;外式反应器为毛细管反应器,选用催化剂为ni基催化剂,反应压力10mpa,反应温度为30℃。
[0060]
测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为98.5%,1,4-丁二醇的选择性为95%。上述实施例与对照组主要区别为采用毛细管反应器,毛细管反应器相比于淤浆床,可以让催化剂保持持久的活性,且散热性较好,可以极大的提高设备的使用寿命。
[0061]
实施例2
[0062]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0063]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为sio2,反应温度为80℃,反应釜中的反应压力1mpa;
[0064]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为两段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力2mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0065]
本实施例的加氢工艺选用的是一步加氢,在固定床中采用雷尼镍为催化剂,于30mpa下进行反应,微界面发生器中1,4-丁炔二醇与氢气的比例采用100:1;外式反应器为毛细管反应器,选用催化剂为ni基催化剂,反应压力10mpa,反应温度为30℃。
[0066]
第三步在淤浆床中反应,选用催化剂为ni基催化剂,反应压力112mpa,反应温度为30℃。测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为97.6%,1,4-丁二醇的选择性为95.6%。
[0067]
实施例3
[0068]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0069]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为sio2,反应温度为80℃,反应釜中的反应压力1mpa;
[0070]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为两段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力2mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0071]
本实施例的加氢工艺选用的是一步加氢,在固定床中采用雷尼镍为催化剂,于30mpa下进行反应,微界面发生器中1,4-丁炔二醇与氢气的比例采用100:1;外式反应器为毛细管反应器,选用催化剂为ni基催化剂,反应压力10mpa,反应温度为30℃。
[0072]
第三步在淤浆床中反应,选用的催化剂为ni基催化剂,反应压力12mpa,反应温度为30℃。测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为100%,1,4-丁二醇的选择性为98.1%。
[0073]
实施例4
[0074]
步骤一:制备甲醛和乙炔;
[0075]
步骤二:乙炔和甲醛在催化剂的作用下进行炔醛反应生产1,4-丁炔二醇;
[0076]
步骤三:在催化剂的作用下,在反应器中,1,4-丁炔二醇加氢生产1,4-丁二醇;
[0077]
步骤二与步骤三中,乙炔与甲醛的连接端与1,4-丁炔二醇加氢输入端均连接有微界面发生器。
[0078]
1,4-丁炔二醇加氢采用两步加氢,催化剂为pd,
[0079]
本实施例的加氢工艺选用的是两步加氢,在固定床中采用pd,于10mpa下进行反应,微界面发生器中1,4-丁炔二醇与氢气的气气比选用200:1;
[0080]
第三步在淤浆床中反应,选用催化剂为ni基催化剂,反应压力12mpa,反应温度为24-30℃。测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为100%,1,4-丁二醇的选择性为98.1%。
[0081]
实施例5
[0082]
步骤一:制备甲醛和乙炔;
[0083]
步骤二:乙炔和甲醛在催化剂的作用下进行炔醛反应生产1,4-丁炔二醇;
[0084]
步骤三:在催化剂的作用下,在反应器中,1,4-丁炔二醇加氢生产1,4-丁二醇;
[0085]
步骤二与步骤三中,乙炔与甲醛的连接端与1,4-丁炔二醇加氢输入端均连接有气气型微界面发生器。
[0086]
本实施例的加氢工艺选用的是一步加氢,在固定床中采用氧化铝或硅胶为载体的镍系催化剂(一般为雷尼镍),于30-32mpa下进行反应,微界面发生器中1,4-丁炔二醇与氢
气的气气比选用100:1;
[0087]
第三步在毛细管反应器反应,选用催化剂为al2o3,反应压力20mpa,反应温度为45℃。测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为99.1%,1,4-丁二醇的选择性为96.7%。
[0088]
上述实施例与对照组主要区别为采用毛细管反应器,毛细管反应器相比于淤浆床,可以让催化剂保持持久的活性,且散热性较好,可以极大的提高设备的使用寿命。
[0089]
实施例6
[0090]
步骤一:利用甲醛生产装置和乙炔发生装置分别制备甲醛和乙炔;
[0091]
步骤二:将步骤一制备的甲醛和乙炔在反应釜中进行炔醛反应,并在炔醛反应中加入催化剂,生成1,4-丁炔二醇;炔醛反应中的催化剂为cu2c
2-bi2o3或sio2,反应温度为80-120℃,反应釜中的反应压力1mpa;
[0092]
步骤三:将步骤二制备的1,4-丁炔二醇在外反应器中加氢反应,加氢反应为一段加氢,第一段加氢反应在低压加氢系统中进行,采用的催化剂为ni基催化剂,反应压力1-5mpa;第二段加氢反应在高压系统中进行,采用的催化剂为pd基催化剂的,反应压力10-30mpa;两段加氢工艺完成后,将第一段加氢反应与第二段加氢产生的1,4-丁二醇在精馏塔中进行精制生成1,4-丁二醇产品。
[0093]
第三步在毛细管反应器反应,选用催化剂为al2o3,反应压力20mpa,反应温度为30℃。测试发现,1,4-丁炔二醇的总转化率为100%,1,4-丁二醇的选择性为99.7%。
[0094]
实施例1-6汇总
[0095][0096]
综上所述,第三步在毛细管反应器中进行,同时,加氢方式中,优先选用两步加氢或三步加氢,1,4-丁炔二醇可以全部转化,1,4-丁二醇的选择性极高。
[0097]
上述实施例与对照组主要区别为采用毛细管反应器,毛细管反应器相比于淤浆床,可以让催化剂保持持久的活性,且散热性较好,可以极大的提高设备的使用寿命
[0098]
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
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