烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)，包括甲醇制甲醛單元、液相烯醛合成單元，1）甲醇制甲醛單元：甲醇氧化制甲醛由空氣壓縮工序、反應(yīng)工序、甲醛吸收工序和蒸汽發(fā)生工序組成；2）液相烯醛合成單元；自TMC制取單元來的TMC及二惡烷制取單元來的二惡烷餾分一起進(jìn)入異戊二烯反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入沉降罐沉降，罐底物料經(jīng)泵抽出送至二惡烷制取單元脫水塔循環(huán)，塔底物料進(jìn)分餾塔，在分餾塔頂?shù)玫疆愇於﹩误w，然后進(jìn)合成橡膠單元。有益效果是：降低了異戊二烯的生產(chǎn)成本，提高了異戊二烯的純度，工藝技術(shù)廢水和廢氣排放量小。
【專利說明】烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油化工技術(shù)，特別涉及一種烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]異戊二烯是合成橡膠的重要單體。主要用于合成異戊橡膠、SIS。其次，用作合成丁基橡膠的一種共聚單體，以改進(jìn)丁基橡膠的硫化性能，異戊二烯還用于制造農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料及黏結(jié)劑等。日前以異戊二烯為原料的多種精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，可以說從異戊二烯的制備到異戊二烯的利用，特別是異戊二烯衍生物的利用己經(jīng)形成一門新的學(xué)科---異戊二烯化學(xué)。
[0003]異戊二烯的工業(yè)生產(chǎn)方法概括起來可分為以異戊烯和異戊炕為原料的催化脫氫法、以裂解C5餾分為原料的萃取精餾法也稱抽提法及合成法。萃取精餾法按萃取劑的不同又分為二甲基甲酰胺法、乙睛法和N-甲基吡咯烷酮法。合成法包括以乙炔和丙酮為原料的乙塊丙酮法或炔酮法、以丙烯為原料的丙烯二聚法和以異丁烯、甲醛為原料的烯醛法。在上述諸方法中，萃取精餾法無論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都具有一定的優(yōu)越性。在經(jīng)濟(jì)性上只有烯醛法可以與萃取精餾法相比，其它方法生產(chǎn)異戊二烯成本均比較高。目前，各國異戊二烯的生產(chǎn)，主要采用烯醛法和萃取精餾法，丙烯二聚法已不再采用，乙炔丙酮法僅意大利愛尼克公司，采用催化脫氯法也只有荷蘭殼牌公司一家和蘇聯(lián)采用。而萃取精餾法的優(yōu)勢在很大程度上取決于裝置的規(guī)摸。
[0004]基于以上情況，采用烯醛法生產(chǎn)異戊二烯是適合我國石化企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)路線。目前烯醛法主要有三種工藝:二惡烷法、一步法、液相法。
[0005]二惡烷法所得的產(chǎn)品純度高，對(duì)于原材料的要求相對(duì)較低，裝置性能較高，其主要缺點(diǎn)是:需要回收甲醛，能耗高，同時(shí)伴有大量的副產(chǎn)物和大量的廢水和廢氣排放到大氣中。一步法的優(yōu)點(diǎn)是:能耗低，技術(shù)性能更加簡便易用，同時(shí)產(chǎn)生的廢水量較小，可以生產(chǎn)出高純度的異戊二烯。這種方法的缺點(diǎn)是金屬材料消耗高，裝置的性能較低，對(duì)原材料的指標(biāo)要求高、沒有合格副產(chǎn)物。液相法的優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)能高，異戊二烯產(chǎn)品純度高，能耗低，廢水和廢氣排放量小，對(duì)原料指標(biāo)要求低，可以有效地利用利用部分副產(chǎn)品，具有前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷， 提供一種烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)。
[0007]烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)包括甲醇制甲醛單元、液相烯醛合成單元:
1 )甲醇制甲醛單元
甲醇制甲醛單元由空氣壓縮工序、反應(yīng)工序、甲醛吸收工序和蒸汽發(fā)生工序組成，從甲醇罐區(qū)來的原料甲醇先壓縮到甲醇貯罐，再通過甲醇進(jìn)料泵進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器，在此與熱水泵送來的熱水進(jìn)行熱交換，甲醇吸熱而汽化，同時(shí)與風(fēng)機(jī)帶來的氣體相混合形成原料氣體，原料氣體再經(jīng)過甲醇過熱器過熱后，進(jìn)入甲醇氧化器，原料氣體在甲醇氧化器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后，生成甲醛反應(yīng)氣；甲醛反應(yīng)氣氣體首先經(jīng)過甲醛蒸發(fā)器通過與原料混合氣換熱而自身冷卻，然后進(jìn)入吸收工序；甲醇氧化器出來的氣體經(jīng)過第一吸收塔、第一板式換熱器、第二吸收塔、第二板式換熱器完成蒸汽發(fā)生工序，實(shí)現(xiàn)甲醇制甲醛過程，產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入廢氣緩沖罐；
2)液相烯醒合成單元
液化氣C4、軟化水分別進(jìn)入混合C4緩沖罐及軟化水緩沖罐，經(jīng)泵升壓后，一部分液化氣C4進(jìn)入二惡烷餾制取單元，其余液化氣C4與軟化水經(jīng)混合器混合，進(jìn)入裝滿陽離子交換樹脂的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行丁醇TMC的合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入第一分餾塔，第一分餾塔塔頂產(chǎn)品為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第一分餾塔塔底物料進(jìn)入脫水塔，從脫水塔塔頂出來的水重新返回軟化水緩沖罐，脫水塔塔底產(chǎn)品為丁醇TMC，進(jìn)入異戊二烯制取單元；
來自甲醛制取單元的甲醛首先進(jìn)入甲醛緩沖罐，經(jīng)泵升壓后進(jìn)入甲醛提濃塔，甲醛提濃塔塔底回收的甲醇進(jìn)入甲醇儲(chǔ)罐，甲醛提濃塔塔頂?shù)玫降母呒兌燃兹┻M(jìn)入DMD合成反應(yīng)器，與來自丁醇TMC制取單元的液化氣C4在水相酸催化劑存在的條件下在DMD合成反應(yīng)器進(jìn)行合成反應(yīng)；反應(yīng)后物料進(jìn)入第二分餾塔，第二分餾塔塔頂為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第二分餾塔塔底物料進(jìn)入DMD脫水塔脫去水分，DMD脫水塔塔頂物料進(jìn)入DMD脫重塔，DMD脫重塔塔頂?shù)玫蕉和轲s；
丁醇TMC與二惡烷餾分一起進(jìn)入異戊二烯反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入沉降罐沉降，罐底物料經(jīng)泵抽出送至二惡烷制取單元脫水塔循環(huán)，生成物料經(jīng)泵送至精餾塔精餾，精餾塔塔底輕組份進(jìn)入燃料管網(wǎng)，精餾塔塔底物料進(jìn)分餾塔，在分餾塔頂?shù)玫疆愇於﹩误w。
[0008]所述的異戊二烯的合成工藝中通過甲醛制備出的37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液，37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.3%。
[0009]所述的異戊二烯的合成工藝中制備異戊二烯合成采用流化床反應(yīng)器。
[0010]所述的異戊二烯的合成工藝中合成異戊二烯使用一種異戊二烯合成水相酸催化劑。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)相比，其有益效果是:
(O工藝技術(shù)主要C4原料適用性強(qiáng)，可以為正丁烷、異丁烷、異丁烯；
(2)技術(shù)路線適用我國實(shí)際情況，可獲得廉價(jià)的異戊二烯，利于促進(jìn)異戊二烯深加工發(fā)
展；
(3)此工藝技術(shù)對(duì)原料指標(biāo)要求低，產(chǎn)品異戊二烯純度高、能耗低、廢水和廢氣排放量小，有很好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1是甲醇制甲醛工藝流程圖；
附圖2是丁醇TMC的制取工藝流程圖；
附圖3是二惡烷餾的制取工藝流程圖；
附圖4是異戊二烯的合成工藝流程圖；
上圖中:甲醇進(jìn)料泵1、甲醇過濾器2、甲醇蒸發(fā)器3、甲醇過熱器4、阻火過濾器5、甲醇氧化器6、第一吸收塔7、第一板式換熱器8、第二吸收塔9、第二板式換熱器10、廢氣緩沖罐11、C4緩沖罐12、軟化水緩沖罐13、反應(yīng)器14、第一分餾塔15、脫水塔16、甲醛緩沖罐17、甲醛提濃塔18、DMD合成反應(yīng)器19、異戊二烯反應(yīng)器20、沉降罐21、精餾塔22、精餾塔頂罐23、第三分餾塔24、異戊二烯儲(chǔ)罐25、分餾塔回流罐26、儲(chǔ)罐27、塔頂回收泵28、塔底回收泵29、渣油冷卻器30、熱水泵31、風(fēng)機(jī)32、余熱汽包33、分汽包34、第二分餾塔35、DMD脫水塔36、DMD脫重塔37。
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3、附圖4，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
一種烯醛合成異戊二烯工藝技術(shù)由甲醇制甲醛單元、液相烯醛合成單元組成，
O甲醇制甲醛單元 甲醇氧化制甲醛由空氣壓縮工序、反應(yīng)工序、甲醛吸收工序和蒸汽發(fā)生工序組成，從甲醇罐區(qū)來的原料甲醇先壓縮到甲醇貯罐，再通過甲醇進(jìn)料泵I進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器2，在此與熱水泵31送來的熱水進(jìn)行熱交換，甲醇吸熱而汽化，同時(shí)與風(fēng)機(jī)32帶來的氣體相混合形成原料氣體，原料氣體再經(jīng)過甲醇過熱器4過熱后，進(jìn)入甲醇氧化器6，原料氣體在甲醇氧化器6內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后，生成甲醛反應(yīng)氣；甲醛反應(yīng)氣氣體首先經(jīng)過甲醛蒸發(fā)器2通過與原料混合氣換熱而自身冷卻，然后進(jìn)入吸收工序；甲醇氧化器6出來的氣體經(jīng)過第一吸收塔7、第一板式換熱器8、第二吸收塔9、第二板式換熱器10完成蒸汽發(fā)生工序，實(shí)現(xiàn)甲醇制甲醛過程，產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入廢氣緩沖罐11 ；甲醇氧化器6產(chǎn)生的多余熱量進(jìn)入余熱汽包33并與尾氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽在分汽包34合并后，作為甲醇過熱器4的熱源，經(jīng)過甲醇過熱器4的熱水進(jìn)入熱水槽，再經(jīng)過熱水泵及鍋爐上水泵分別作為甲醇蒸發(fā)器2的熱源及余熱汽包的給水；
2)液相烯醒合成單元
液化氣C4、軟化水分別進(jìn)入混合C4緩沖罐12及軟化水緩沖罐13，經(jīng)泵升壓后，一部分液化氣C4進(jìn)入二惡烷餾制取單元，其余液化氣C4與軟化水經(jīng)混合器混合，進(jìn)入裝滿陽離子交換樹脂的反應(yīng)器14內(nèi)進(jìn)行丁醇TMC的合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入第一分餾塔15，第一分餾塔15塔頂產(chǎn)品為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第一分餾塔15塔底物料進(jìn)入脫水塔16，從脫水塔16塔頂出來的水重新返回軟化水緩沖罐13，脫水塔16塔底產(chǎn)品為丁醇TMC，進(jìn)入異戊二烯制取單元；
來自甲醛制取單元的甲醛首先進(jìn)入甲醛緩沖罐17，經(jīng)泵升壓后進(jìn)入甲醛提濃塔18，甲醛提濃塔18塔底回收的甲醇進(jìn)入甲醇儲(chǔ)罐，甲醛提濃塔18塔頂?shù)玫降母呒兌燃兹┻M(jìn)入DMD合成反應(yīng)器19，與來自丁醇TMC制取單元的液化氣C4在水相酸催化劑存在的條件下在DMD合成反應(yīng)器19進(jìn)行合成反應(yīng)；反應(yīng)后物料進(jìn)入第二分餾塔35，第二分餾塔35塔頂為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第二分餾塔35塔底物料進(jìn)入DMD脫水塔36脫去水分，DMD脫水塔36塔頂物料進(jìn)入DMD脫重塔37，DMD脫重塔37塔頂?shù)玫蕉和轲s；
丁醇TMC與二惡烷餾分一起進(jìn)入異戊二烯反應(yīng)器20反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入沉降罐21沉降，罐底物料經(jīng)泵抽出送至二惡烷制取單元脫水塔循環(huán)，生成物料經(jīng)泵送至精餾塔22精餾，精餾塔22塔底輕組份進(jìn)入燃料管網(wǎng)，精餾塔22塔底物料進(jìn)第三分餾塔24，在第三分餾塔24頂?shù)玫疆愇於﹩误w。
[0014]所述的異戊二烯的合成工藝中通過甲醛制備出的37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液，37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.3%。
[0015]所述的異戊二烯的合成工藝中制備異戊二烯合成采用流化床反應(yīng)器。
[0016]所述的異戊二烯的合成工藝中合成異戊二烯使用一種異戊二烯合成水相酸催化劑。
[0017]工作流程:原料甲醇經(jīng)過甲醇進(jìn)料泵I進(jìn)入甲醇過濾器2，甲醇過濾器2連接甲醇蒸發(fā)器3，甲醇蒸發(fā)器3連接甲醇過熱器4，甲醇過熱器4連接阻火過濾器5，阻火過濾器5連接甲醇氧化器6，甲醇氧化器6經(jīng)過第一吸收塔7、第一板式換熱器8、第二吸收塔9、第二板式換熱器10分別連接產(chǎn)品產(chǎn)出裝置和廢氣緩沖罐11，丁醇和二惡烷餾分進(jìn)入異戊二烯反應(yīng)器20內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的混合物經(jīng)過沉降罐21進(jìn)入精餾塔22，精餾塔22頂部通過塔頂回收泵28連接精餾塔頂罐23，精餾塔22底部通過塔底回收泵29連接第三分餾塔24，第三分餾塔24分離后產(chǎn)生的異戊二烯分餾塔回流罐26進(jìn)入異戊二烯儲(chǔ)罐25，第三分餾塔24分離后產(chǎn)生的烴類化合物通過 渣油冷卻器30進(jìn)入儲(chǔ)罐27。
【權(quán)利要求】
1.一種烯醛合成異戊二烯的工藝技術(shù)，其特征是包括甲醇制甲醛單元和液相烯醛合成單元: 1)甲醇制甲醛單元 甲醇制甲醛單元由空氣壓縮工序、反應(yīng)工序、甲醛吸收工序和蒸汽發(fā)生工序組成，從甲醇罐區(qū)來的原料甲醇先壓縮到甲醇貯罐，再通過甲醇進(jìn)料泵(I)進(jìn)入甲醇蒸發(fā)器(2)，與熱水泵(31)送來的熱水進(jìn)行熱交換，甲醇吸熱而汽化，同時(shí)與風(fēng)機(jī)(32)帶來的氣體相混合形成原料氣體，原料氣體再經(jīng)過甲醇過熱器(4)過熱后，進(jìn)入甲醇氧化器(6)，原料氣體在甲醇氧化器(6)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后，生成甲醛反應(yīng)氣；甲醛反應(yīng)氣氣體首先經(jīng)過甲醛蒸發(fā)器(2)通過與原料混合氣換熱而自身冷卻，然后進(jìn)入吸收工序；甲醇氧化器(6)出來的氣體經(jīng)過第一吸收塔(7)、第一板式換熱器(8)、第二吸收塔(9)、第二板式換熱器(10)完成蒸汽發(fā)生工序，實(shí)現(xiàn)甲醇制甲醛過程，產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入廢氣緩沖罐(11); 2)液相烯醒合成單元 液化氣C4、軟化水分別進(jìn)入混合C4緩沖罐(12)及軟化水緩沖罐(13)，經(jīng)泵升壓后，一部分液化氣C4進(jìn)入二惡烷餾制取單元，其余液化氣C4與軟化水經(jīng)混合器混合，進(jìn)入裝滿陽離子交換樹脂的反應(yīng)器(14)內(nèi)進(jìn)行丁醇TMC的合成反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入第一分餾塔(15)，第一分餾塔(15)塔頂產(chǎn)品為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第一分餾塔(15)塔底物料進(jìn)入脫水塔(16)，從脫水塔(16)塔頂出來的水重新返回軟化水緩沖罐(13)，脫水塔(16)塔底產(chǎn)品為丁醇TMC，進(jìn)入異戊二烯制取單元； 來自甲醛制取單元的甲醛首先進(jìn)入甲醛緩沖罐(17)，經(jīng)泵升壓后進(jìn)入甲醛提濃塔(18)，甲醛提濃塔(18)塔底回收的甲醇進(jìn)入甲醇儲(chǔ)罐，甲醛提濃塔(18)塔頂?shù)玫降母呒兌燃兹┻M(jìn)入DMD合成反應(yīng)器(19)，與來自丁醇TMC制取單元的液化氣C4在水相酸催化劑存在的條件下在DMD合成反應(yīng)器(19)進(jìn)行合成反應(yīng)；反應(yīng)后物料進(jìn)入第二分餾塔(35)，第二分餾塔(35)塔頂為未反應(yīng)液化氣C4去罐區(qū)，第二分餾塔(35)塔底物料進(jìn)入DMD脫水塔(36)脫去水分，DMD脫水塔(36)塔頂物料進(jìn)入DMD脫重塔(37)，DMD脫重塔(37)塔頂?shù)玫蕉簾龖郑? 丁醇TMC與二惡烷餾分一起進(jìn)入異戊二烯反應(yīng)器(20)反應(yīng)，反應(yīng)后物料進(jìn)入沉降罐(21)沉降，罐底物料經(jīng)泵抽出送至二惡烷制取單元脫水塔循環(huán)，生成物料經(jīng)泵送至精餾塔(22)精餾，精餾塔(22)塔底輕組份進(jìn)入燃料管網(wǎng)，精餾塔(22)塔底物料進(jìn)第三分餾塔(24)，在第三分餾塔(24)頂?shù)玫疆愇於﹩误w。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯醛合成異戊二烯的工藝技術(shù)，其特征是:所述的異戊二烯的合成工藝中通過甲醛制備出的37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液，37%質(zhì)量比的甲醛福爾馬林溶液中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 大于0.3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的烯醛合成異戊二烯的工藝技術(shù)，其特征是:所述的異戊二烯的合成工藝中制備異戊二烯合成采用流化床反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烯醛合成異戊二烯的工藝技術(shù)，其特征是:在異戊二烯的合成工藝中合成異戊二烯使用一種異戊二烯合成水相酸催化劑。
【文檔編號(hào)】C07C1/20GK103467234SQ201310396592
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】王全平, 姚秀偉, 宋愛民, 王發(fā)明, 季其華, 遲建光, 刁旺梅 申請(qǐng)人:山東墾利石化集團(tuán)有限公司