【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及丙烯氧化，具体涉及一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置及方法。
技术介绍
1、丙烯酸是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。大多数用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羟乙酯等丙烯酸酯类。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚，也可以与丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯及顺酐等单体共聚。其聚合物用于合成树脂、胶黏剂、合成橡胶、合成纤维、高吸水性树脂、制药、皮革、纺织、化纤、建材、水处理、石油开采、涂料等领域。丙烯酸是水溶性聚合物的重要原料之一，与淀粉接枝共聚可制得超强性吸水剂。其传统的生产技术包括：丙烯腈水解法工艺技术；氰乙醇法工艺技术；β-丙内酯法工艺技术；高压雷佩法工艺技术；丙烯氧化法(固定床和流化床)；醋酸法工艺技术；二氧化碳和乙烯制丙烯酸技术等。
2、目前工业丙烯酸生产以丙烯氧化法(固定床)占主导技术，该法是以丙烯与空气及水蒸气按特定比例，在催化剂作用下，氧化制得丙烯醛，再将丙烯醛与空气及水蒸气按特定比例混合，在催化剂作用下，氧化制得丙烯酸。此法根据反应器结构，又分固定床法和流化床法两种。除美国索亥俄法采用流化床外，其他都采用列管式固定床。
3、丙烯醛作为重要的精细化工中间体，主要用于制备动物饲料添加剂蛋氨酸，甘油、戊二醛和水处理剂等，在饲料工业、造纸及水处理、医疗等行业具有广泛应用。丙烯醛的制备技术主要有甲醛乙醛气相缩合法工艺技术、甘油脱水法工艺技术、丙烯醚热解法工艺技术、丙烯氧化法工艺技术(固定床和流化床)。
4、目前丙烯氧化法(固定床)制丙烯醛是工业生产丙烯醛
5、但是，目前丙烯酸和丙烯醛生产技术均为独立的工艺装置。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置和方法，可在线切换丙烯制丙烯醛和/或丙烯酸，且可随时在线灵活调整二者生产负荷。
2、第一方面，本专利技术第一实施例提供一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，所述装置包括：第一反应器，所述第一反应器入口管线上具有第一混合器；第二反应器，与所述第一反应器连接，所述第二反应器入口管线上具有第二混合器(即，第二混合器设于第一反应器与第二反应器之间)；急冷塔，与所述第二反应器连接；轻组份分馏塔，与所述急冷塔连接；丙烯酸精馏塔，与所述急冷塔连接；丙烯酸吸收塔，与所述第一反应器和所述急冷塔连接；丙烯醛吸收塔，与所述丙烯酸吸收塔连接；丙烯醛提纯塔，与所述丙烯醛吸收塔连接。
3、根据本专利技术的一个方面，所述急冷塔塔釜管线连接至所述丙烯酸精馏塔塔顶，所述急冷塔塔顶管线连接至所述轻组份分馏塔底部，所述轻组份分馏塔塔釜管线连接至所述急冷塔顶部。
4、根据本专利技术的一个方面，所述丙烯酸吸收塔塔釜管线连接至所述急冷塔塔顶，所述丙烯酸吸收塔塔顶管线连接至所述丙烯醛吸收塔底部，所述丙烯醛吸收塔塔釜管线连接至所述丙烯醛提纯塔，所述丙烯醛提纯塔塔釜管线连接至所述丙烯醛吸收塔塔顶。
5、根据本专利技术的一个方面，所述丙烯精馏塔为负压精馏塔，塔顶设有真空系统，塔釜重组分液经泵送出系统，合格的丙烯酸产品从所述丙烯精馏塔中部产出。
6、根据本专利技术的一个方面，所述丙烯醛提纯塔为负压精馏塔，塔顶设有真空系统，塔釜液经泵送回所述丙烯醛吸收塔塔顶回收丙烯醛，合格的丙烯醛产品从所述丙烯醛提纯塔中部抽出。
7、根据本专利技术的一个方面，所述丙烯醛吸收塔塔顶管线连接至尾气焚烧系统，所述轻组份分馏塔塔顶管线连接至尾气焚烧系统；所述急冷塔塔顶还具有脱盐水补充管线，所述丙烯酸吸收塔塔顶还具有脱盐水补充管线。
8、第二方面，本专利技术第二实施例提供一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，利用如第一方面任一项所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，所述方法包括：将丙烯与空气、水蒸气、循环尾气按预定比例在所述第一混合器中混合后进入所述第一反应器，在所述第一反应器内催化剂作用下，生成丙烯醛、丙烯酸、水、二氧化碳、一氧化碳及微量醛副产物(以下简称为：反应后的反应气体)；将在所述第一反应器中反应后的反应气体和循环尾气的一部分在所述第二混合器中混合后进入所述第二反应器，在所述第二反应器内催化剂作用下，生成丙烯酸、水、二氧化碳、一氧化碳及微量醛杂质；将所述第二反应器反应后的气体依次经过所述急冷塔、所述轻组份分馏塔和所述丙烯酸精馏塔处理，由所述丙烯酸精馏塔采出丙烯酸产品；将在所述第一反应器中反应后的反应气体另一部分依次经过所述丙烯酸吸收塔、所述丙烯醛吸收塔和所述丙烯醛提纯塔处理，由所述丙烯醛提纯塔采出丙烯醛产品。
9、根据本专利技术的一个方面，所述第二反应器反应后的气体进入所述急冷塔，所述急冷塔塔顶注入两股含丙烯酸的洗涤液，分别来自所述轻组份分馏塔塔釜和所述丙烯酸吸收塔塔釜，冷却洗涤后含丙烯酸的溶液由所述急冷塔塔釜经泵送至所述丙烯酸精馏塔塔顶，含丙烯酸、二氧化碳、一氧化碳的气体由所述急冷塔塔顶进入所述轻组份分馏塔底部，所述轻组份分馏塔塔顶注入脱盐水对气体进行冷却和洗涤，所述轻组份分馏塔塔釜含丙烯酸的洗涤液经泵送回所述急冷塔塔顶，包含二氧化碳和一氧化碳的气体(即，二氧化碳和一氧化碳等气体)由塔顶排出至尾气焚烧系统；丙烯酸精馏塔为负压精馏塔，塔顶设真空系统，塔釜重组分液经泵送出系统，合格的丙烯酸产品从塔中部抽出。
10、根据本专利技术的一个方面，所述第一反应器中反应后的反应气体另一部分经换热器初步冷却后，进入所述丙烯酸吸收塔，所述丙烯酸吸收塔塔顶注入脱盐水对反应气体进行冷却和洗涤，所述丙烯酸吸收塔塔釜含丙烯酸的洗涤液经泵送至所述急冷塔塔顶，所述丙烯酸吸收塔塔顶含丙烯醛、二氧化碳、一氧化碳气体进入所述丙烯醛吸收塔，包含二氧化碳和一氧化碳的气体(即，二氧化碳和一氧化碳等气体)由所述丙烯醛吸收塔塔顶排出至尾气焚烧系统，所述丙烯醛吸收塔塔釜含丙烯醛的液体经泵送至所述丙烯醛提纯塔；所述丙烯醛提纯塔为负压精馏塔，塔顶设真空系统，塔釜液经泵送回所述丙烯醛吸收塔塔顶回收丙烯醛，合格的丙烯醛产品从所述丙烯醛提纯塔中部抽出。
11、根据本专利技术的一个方面，由所述轻组份分馏塔和所述丙烯醛吸收塔塔顶采出的尾气送至尾气焚烧系统，焚烧后含二氧化碳、水和氮气的尾气按预定的比例，一部分排放大气，另一部分经循环尾气压缩机分别送回所述第一混合器、所述第二混合器，减少反应器中需补充的新鲜二氧化碳、水和氮气等惰性气体的用量。
12、本专利技术的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置及方法的优势：(1)工艺流程短、原料及公用工程消耗低、反应系统参数控制安全、产品品质高、运行周期长等特点；(2)采用快速洗涤技术以期最大限度地降低副产物的生成和产品的回收；(3)采用洗涤尾气催化焚烧并按特定比例循环技术降低原材料的消耗，减少废气的排放；(4)采用能量优化技术降低产品能耗。
13、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述急冷塔(5)塔釜管线连接至所述丙烯酸精馏塔(7)塔顶，所述急冷塔(5)塔顶管线连接至所述轻组份分馏塔(6)底部，所述轻组份分馏塔(6)塔釜管线连接至所述急冷塔(5)顶部。
3.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯酸吸收塔(8)塔釜管线连接至所述急冷塔(5)塔顶，所述丙烯酸吸收塔(8)塔顶管线连接至所述丙烯醛吸收塔(9)底部，所述丙烯醛吸收塔(9)塔釜管线连接至所述丙烯醛提纯塔(10)，所述丙烯醛提纯塔(10)塔釜管线连接至所述丙烯醛吸收塔(9)顶部。
4.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯酸精馏塔(7)为负压精馏塔，塔顶设有真空系统，塔釜重组分液经泵送出系统，合格的丙烯酸产品从所述丙烯精馏塔中部产出。
5.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯醛提纯塔(10)为负压精馏塔，塔顶设有真空系统
6.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶管线连接至尾气焚烧系统，所述轻组份分馏塔(6)塔顶管线连接至尾气焚烧系统；
7.一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，利用如权利要求1-6任一项所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，其特征在于，所述第二反应器(2)反应后的气体进入所述急冷塔(5)，所述急冷塔(5)塔顶注入两股含丙烯酸的洗涤液，分别来自所述轻组份分馏塔(6)塔釜和所述丙烯酸吸收塔(8)塔釜，冷却洗涤后含丙烯酸的溶液由所述急冷塔(5)塔釜经泵送至所述丙烯酸精馏塔(7)塔顶，含丙烯酸、二氧化碳、一氧化碳的气体由所述急冷塔(5)塔顶进入所述轻组份分馏塔(6)底部，所述轻组份分馏塔(6)塔顶注入脱盐水对气体进行冷却和洗涤，所述轻组份分馏塔(6)塔釜含丙烯酸的洗涤液经泵送回所述急冷塔(5)塔顶，包含二氧化碳和一氧化碳的气体由塔顶排出至尾气焚烧系统，所述丙烯酸精馏塔(7)为负压精馏塔，所述丙烯酸精馏塔(7)塔顶设真空系统，所述丙烯酸精馏塔(7)塔釜重组分液经泵送出系统，合格的丙烯酸产品从所述丙烯酸精馏塔(7)中部抽出。
9.根据权利要求7所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，其特征在于，所述第一反应器(1)中反应后的反应气体另一部分经换热器初步冷却后，进入所述丙烯酸吸收塔(8)，所述丙烯酸吸收塔(8)塔顶注入脱盐水对反应气体进行冷却和洗涤，所述丙烯酸吸收塔(8)塔釜含丙烯酸的洗涤液经泵送至所述急冷塔(5)塔顶，所述丙烯酸吸收塔(8)塔顶含丙烯醛、二氧化碳、一氧化碳气体进入所述丙烯醛吸收塔(9)，包含二氧化碳和一氧化碳的气体由所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶排出至尾气焚烧系统，所述丙烯醛吸收塔(9)塔釜含丙烯醛的液体经泵送至所述丙烯醛提纯塔(10)，所述丙烯醛提纯塔(10)为负压精馏塔，所述丙烯醛提纯塔(10)塔顶设真空系统，所述丙烯醛提纯塔(10)塔釜液经泵送回所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶回收丙烯醛，合格的丙烯醛产品从所述丙烯醛提纯塔(10)中部抽出。
10.根据权利要求7所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，其特征在于，由所述轻组份分馏塔(6)和所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶采出的尾气送至尾气焚烧系统，焚烧后含二氧化碳、水和氮气的尾气按预定比例，一部分排放大气，另一部分经循环尾气压缩机(11)送回所述第一混合器(3)、所述第二混合器(4)。
...【技术特征摘要】
1.一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述急冷塔(5)塔釜管线连接至所述丙烯酸精馏塔(7)塔顶，所述急冷塔(5)塔顶管线连接至所述轻组份分馏塔(6)底部，所述轻组份分馏塔(6)塔釜管线连接至所述急冷塔(5)顶部。
3.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯酸吸收塔(8)塔釜管线连接至所述急冷塔(5)塔顶，所述丙烯酸吸收塔(8)塔顶管线连接至所述丙烯醛吸收塔(9)底部，所述丙烯醛吸收塔(9)塔釜管线连接至所述丙烯醛提纯塔(10)，所述丙烯醛提纯塔(10)塔釜管线连接至所述丙烯醛吸收塔(9)顶部。
4.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯酸精馏塔(7)为负压精馏塔，塔顶设有真空系统，塔釜重组分液经泵送出系统，合格的丙烯酸产品从所述丙烯精馏塔中部产出。
5.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯醛提纯塔(10)为负压精馏塔，塔顶设有真空系统，塔釜液经泵送回所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶回收丙烯醛，合格的丙烯醛产品从所述丙烯醛提纯塔(10)中部抽出。
6.根据权利要求1所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述丙烯醛吸收塔(9)塔顶管线连接至尾气焚烧系统，所述轻组份分馏塔(6)塔顶管线连接至尾气焚烧系统；
7.一种丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，利用如权利要求1-6任一项所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的装置，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸的方法，其特征在于，所述第二反应器(2)反应后的气体进入所述急冷塔(5)，所述急冷塔(5)塔顶注入两股含丙烯酸的洗涤液，分别来自所述轻组份分...
【专利技术属性】
技术研发人员：綦德康，巩传志，张海峰，张凤涛，代国兴，于春梅，娄喜营，安炳显，
申请(专利权)人：中石油吉林化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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