一种高纯度丙烯醛的生产工艺

技术领域

本发明属于丙烯醛生产技术领域，具体涉及一种高纯度丙烯醛的生产工艺。

背景技术

丙烯醛是最简单的不饱和醛，是无色、易挥发、有强烈刺激性气味、有毒的液体，其蒸汽对眼睛黏膜具有刺激性，具有催泪的功能。丙烯醛因分子内有碳碳双键和醛基，并形成共轭体系，因而化学性质极为活泼，其在化工生产多作为中间体使用，主要用于制备蛋氨酸、戊二醛、甘油和水处理剂等。

在早期丙烯醛是采用乙醛和甲醛经气相催化缩合而成，目前主要是由丙烯经氧化合成，丙烯、氧气、氮气和水蒸汽按一定比例配比后送入固定床反应器，在反应器内丙烯部分氧化，转化率达到98％以上，主要生成丙烯醛，反应器出口的气体中除氮气、氧气、丙烯醛，还含有碳氧化物、少量的乙醛及丙烯酸等组分。为了得到丙烯醛产品，需将其从反应气体中吸收下来并分离得到丙烯醛产品。通常的做法是将反应气体冷却吸收后，将吸收得到的丙烯醛水溶液在精馏塔中分离并在塔顶得到丙烯醛产品。因反应器出口的气体中含有乙醛，虽然量少，但相对丙烯醛而言是轻组分，且与丙烯醛不易分离，故由此得到的产品丙烯醛含量不高。

CN102659541B公开了一种丙烯醛的纯化方法及制备处理系统。丙烯氧化反应器出口的气体冷却后依次进入第一吸收塔和第二吸收塔，第二吸收塔的塔釜液经精馏后得到丙烯醛产品。第一吸收塔塔釜液经气提后用作减水剂的原料。该专利存在一定的局限性，如果下游无生产减水剂的厂家，则存在工艺废水量大的缺点。

CN110551008B公开了一种丙烯醛生产工艺中尾气循环的利用方法，该专利是将丙烯醛分离单元所产生的尾气经焚烧后部分循环回反应器进口。如此一方面造成尾气焚烧装置处理能力较大，投资较高，另外一方面丙烯氧化反应器出口未反应的丙烯不能有效的循环利用，增加了原料单耗。

为此，我们提出一种高纯度丙烯醛的生产工艺及其使用方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度丙烯醛的生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯度丙烯醛的生产工艺，包括如下步骤：

S1、丙烯、新鲜空气、循环尾气及水蒸汽按比例混合后送入列管式固定床反应器，在反应器内丙烯大部分被氧化生成目标产物丙烯醛，同时生成少量的乙醛、丙烯酸及碳氧化物，构成混合气体A；

S2、混合气体A进入丙烯酸吸收塔，塔顶部设置喷淋水，将其中的丙烯酸冷凝吸收，丙烯醛、水蒸汽和不凝气体构成混合气体B，混合气体B进入到丙烯醛吸收塔的底部，丙烯醛吸收塔的塔顶以冷却后的丙烯醛产品塔塔釜液喷淋；

所述丙烯醛吸收塔塔顶的部分尾气循环回反应器进口，其余焚烧后排放，所述尾气与混合气体A之间通过换热器进行换热，反应器出口的气体得到冷却后从底部进入丙烯酸吸收塔，尾气得到加热使能量得到充分的利用。

通过部分吸收尾气的循环，对未反应的丙烯部分再利用，从而降低原料消耗；尾气中含有水蒸气，可以为丙烯的氧化反应提供所需的水分，减少反应器入口加入的水蒸汽。

丙烯酸吸收塔塔顶压力为10～30kPaG，优选15～25kPaG，丙烯酸吸收塔塔顶操作温度为45～65℃；

S3、丙烯醛吸收塔的塔釜液进入丙烯醛产品塔精馏，并在侧线采出高纯度的丙烯醛产品，侧线为距塔顶1～2块理论板的位置，丙烯醛产品塔塔顶压力为-45～-65kPaG，塔顶操作温度为10～35℃，侧线采出位置的操作温度为25～50℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用部分尾气循环，一方面对未反应的丙烯部分再利用，从而降低原料消耗，另一方面减少了反应器进口的水蒸汽加入量，从而减少了废水的产生和排放；丙烯醛产品塔采用侧线采出的方式，得到高纯度的丙烯醛。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1的一种高纯度丙烯醛的生产工艺，包括如下步骤：

S1、丙烯、新鲜空气、循环尾气及水蒸汽按比例混合后送入列管式固定床反应器，在反应器内丙烯大部分被氧化生成目标产物丙烯醛，同时生成少量的乙醛、丙烯酸及碳氧化物，构成混合气体A；

S2、混合气体A进入丙烯酸吸收塔，塔顶部设置喷淋水，丙烯酸吸收塔塔顶压力为10～30kPaG，优选15～25kPaG，丙烯酸吸收塔塔顶操作温度为45～65℃，将其中的丙烯酸冷凝吸收，丙烯醛、水蒸汽和不凝气体构成混合气体B，混合气体B进入到丙烯醛吸收塔的底部，丙烯醛吸收塔的塔顶以冷却后的丙烯醛产品塔塔釜液喷淋，丙烯醛吸收塔塔顶压力为5～25kPaG，塔顶操作温度为5～20℃，丙烯醛吸收塔塔顶的部分尾气循环回反应器进口，其余焚烧后排放。

所述尾气与混合气体A之间通过换热器进行换热，反应器出口的气体得到冷却后从底部进入丙烯酸吸收塔，尾气得到加热使能量得到充分的利用，丙烯醛吸收塔顶循环回反应器进口的尾气与新鲜空气物质的量的比例为0.3～0.7。

S3、丙烯醛吸收塔的塔釜液进入丙烯醛产品塔精馏，并在侧线采出高纯度的丙烯醛产品，距塔顶1～2块理论板的位置，丙烯醛吸收塔塔顶的喷淋水来自于丙烯醛产品塔塔釜，丙烯醛产品塔塔顶压力为-45～-65kPaG，塔顶操作温度为10～35℃，侧线采出位置的操作温度为25～50℃。

针对上述侧线采出的特点，做对照实验。

实验一

按附图流程，不同的一点是丙烯醛产品塔不采用侧线采出，直接从塔顶得到丙烯醛产品。丙烯醛吸收塔顶循环回反应器入口的尾气与新鲜空气的物质的量比例为0.46，反应器出口的气体与循环尾气换热后的温度为208℃，循环尾气换热后升温至125℃。丙烯酸吸收塔、丙烯醛吸收塔、丙烯醛产品塔等分离设备的操作压力及对应的温度如表1。

表1实验一相关分离设备的操作压力和操作温度

丙烯醛产品塔塔顶得到的丙烯醛产品的组成为：丙烯醛97.4％；乙醛1.59％；水1.01％。

实验二

按附图流程。丙烯醛产品塔采用侧线采出得到丙烯醛产品，侧线的位置为距离塔顶2块理论板处。丙烯醛吸收塔顶循环回反应器入口的尾气与新鲜空气的物质的量比例为0.46，反应器出口的气体与循环尾气换热后的温度为208℃，循环尾气换热后升温至125℃。丙烯酸吸收塔、丙烯醛吸收塔、丙烯醛产品塔等分离设备的操作压力及对应的温度如表2。

表2实验二相关分离设备的操作压力和操作温度

丙烯醛产品塔侧线得到的丙烯醛产品的组成为：丙烯醛98.60％；乙醛0.42％；水0.98％。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。