甲基丙烯醛的制备提纯装置
阅读：1发布：2021-11-04
专利汇可以提供甲基丙烯醛的制备提纯装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于甲基丙烯 醛 制备技术领域，具体的涉及一种甲基丙烯醛的制备提纯装置。包括一段 氧 化反应器，一段氧化反应器通过管路与阻聚剂线相连，阻聚剂线通过管路与气液分离罐相连，气液分离罐通过管路与吸收塔相连，吸收塔中上部进料口通过管路与甲醇线相连，吸收塔通过管路与精制塔相连，管路上设置液相过滤装置。本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，适用于异丁烯或叔丁醇二步法制备MMA工艺，能为后续反应连续提供适宜的原料；同时该技术能改善反应器操作特性、提高操作 稳定性 和产品收率，使两步法制备MMA工艺更加连续高效，提高其竞争 力 。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是甲基丙烯醛的制备提纯装置专利的具体信息内容。
1.一种甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：包括一段氧化反应器(9)，一段氧化反应器(9)通过管路与阻聚剂线(7)相连，阻聚剂线(7)通过管路与气液分离罐(11)相连，气液分离罐(11)通过管路与吸收塔(12)相连，吸收塔(12)中上部进料口通过管路与甲醇线(16)相连，吸收塔(12)通过管路与精制塔(19)相连，管路上设置液相过滤装置(13)；其中，一段氧化反应器(9)为等温列管式反应器，列管(22)内设置导热片(21)，导热片(21)上下端分别与列管(22)上下端平齐，以列管(22)横切面为基面，导热片(21)呈“一”字形、“十”字形、“人”字形或“米”字形中的一种，导热片(21)横截面积占列管(22)横截面积的1-5％。
2.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：还包括原料罐(1)、空气线(2)、蒸汽线(3)和氮气线(25)，原料罐(1)通过管路与混合器(6)相连，空气线(2)、蒸汽线(3)和氮气线(25)汇合与混合器(6)相连，混合器(6)通过管路与一段氧化反应器(9)底部进料口相连。
3.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：阻聚剂线(7)与气液分离罐(11)相连的管路上设置冷却器(8)，气液分离罐(11)底部出料口与重组分线(10)相连。
4.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：吸收塔(12)顶部通过管路与甲醇回收装置(14)相连，与吸收塔(12)相连的甲醇线(16)上设置甲醇冷却器(15)。
5.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：精制塔(19)顶部出料口通过管路与精制塔塔顶冷凝器(17)相连，精制塔塔顶冷凝器(17)通过管路分为两路，一路与精制塔(19)中上部进料口相连，另一路与甲醇再生装置(18)相连，精制塔(19)底部出料口与精制塔塔釜线(20)相连。
6.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：等温列管式反应器列管内装填的是Mo-Bi系、Mo-Sb-O系或者Re-Sb-O系复合氧化物催化剂中的一种，壳程内为熔盐。
7.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：导热片(21)的材质是铝、铜或铝铜合金的一种，等温列管式反应器内装填有10000-20000根列管(22)，列管(22)内径为20-30cm，催化剂在列管(22)内的高度为4-5m，列管(22)呈正三角形排列。
8.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：气液分离罐(11)顶部设置丝网除沫器(23)或折流板(24)。
9.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：阻聚剂线(7)内输送的阻聚剂是对羟基苯甲醚、对苯二酚或吩噻嗪中的一种。
10.根据权利要求1所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，其特征在于：吸收塔(12)和精制塔(19)均是填料塔或板式塔的一种；若为填料塔，填料为不锈钢波纹丝网，不锈钢波纹丝网表面涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或三氟氯乙烯聚合物中的一种；若为板式塔，则板式塔为浮阀塔盘，塔盘下侧、降液管下侧以及浮阀下侧涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或三氟氯乙烯聚合物中的一种。
甲基丙烯醛的制备提纯装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于甲基丙烯醛制备技术领域，具体的涉及一种甲基丙烯醛的制备提纯装置。
背景技术
[0002] 异丁烯或叔丁醇氧化制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺按照反应步骤的不同分为三步法和两步法，三步法即异丁烯氧化为甲基丙烯醛(MAL)，MAL再进一步氧化为甲基丙烯酸(MAA)，最后由MAA和甲醇酯化生成MMA。两步法是将三步法中后两步反应合为一步，即在氧气环境下由MAL和甲醇直接氧化酯化生成MMA。与三步法相比，两步法减少了酸生产、分离、提纯过程，具有反应途径短、设备投资少的优势，能有效避免酸腐蚀、MAA易聚合等难题，因此两步法具有三步法不可比拟的优越性。然而二步法存在一段氧化反应器“热点”以及甲基丙烯醛提浓困难的工程难题。
[0003] 异丁烯或叔丁醇一步氧化是一个强放热的平行-串连反应，反应完全由动力学因素控制，不受热力学限制。根据反应动力学分析，反应器床层有一个前高后低的温度分布，尤其是在反应器入口处，存在局部异常高温区，即“热点”，热量积累一方面会引发深度氧化反应，另一方面会导致催化剂中的钼升华，使催化剂活性不可逆转的降低。此外，由该反应的操作特性可知，在相同的熔盐温度和空速条件下，反应器可以有两种操作状态-着火状态和熄火状态，即存在多态现象，然而，该氧化反应系统的多态区域极窄，滞后的熔盐温度差距小，实验过程难于测定，显示出参数灵敏度特征，若处于着火状态操作的反应器，只要熔盐温度略有下降，就造成反应器熄火，降低反应器出口的转化率和收率。如何解决上述工程难题，已有相关专利文献见诸报道：
[0004] CN1029228和US5276178分别采用了粒径或活性递变的方式进行催化剂装填，这两种装填方式被认为可引导反应逐步进行，防止反应剧烈及热量累积，从而提高反应的选择性和催化剂寿命。上述技术的缺点是对催化剂制备工艺提出了高的要求，并降低了反应管内的“有效空间”。
[0005] CN109071393A《不饱和醛和不饱和羧酸的制备方法》将壳程分为两个互不连通的独立空间，沿着反应气流动的方向逐渐增加壳程内撤热介质的温度，使反应逐步进行。由于存在非催化的深度反应，上述技术实际上是降低了催化剂的选择氧化活性，此外，上述技术还存在反应器加工成本高，检修、维护困难的缺点。
[0006] 对于强放热反应，也有关于催化剂稀释装填的相关报道，例如CN1331071A《一种由丙酮合成甲基异丁基酮的方法》和CN103772197A《催化剂稀释装填的草酸酯生产方法》。然而尽管用该方法降低了单位反应器体积内的放热量，达到了稳定操作，但反应管温度分布偏离了最佳温度序列，使产品收率降低。
[0007] 一段氧化反应生成物非常复杂，反应产物包括异丁烯、MAL、MAA、乙酸、丙酮、N2、CO、CO2，H2O等，其中MAL和水能形成共沸物，但产物中的水必须除去，否则影响氧化酯化催化剂活性；此外，MAL结构中存在活泼的C＝C双键和醛基-CHO，C＝C双键和醛基中的C＝O双键共轭，双键旁有一活泼的-CH3，这种结构特点使其易氧化、聚合及环化。上述原因都会导致MAL的分离较为困难。
[0008] DE2842092和US4618709中公开了一种采用含有MAA的水溶液来吸收MAL的方法，尽管分离后微量的MAA不会对MAL的进一步氧化反应造成影响，但研究发现随着MAA浓度的提高，吸收效率会较高，但是较高的MAA却易于聚合，即使加入阻聚剂，在有大量杂质存在的情况下，阻聚效果却不明显，因而吸收液中MAA浓度一般控制在45％以下。为了在低浓度的情况下取得较高的吸收效果，不得不采用以下两种补救措施：增大吸收剂用量，并降低吸收温度(DE2842092)；在MAA水溶液中加入一种新的物质乙酸(US4618709)。然而在低温低浓度的MAA水溶液中，MAL与MAA易产生相分离，在MAL含量较大的一相中，MAL易于聚合；而加入乙酸的方法势必引入新的物种，增大后续分离的流程及成本。
[0009] CN101844973A《一种甲基丙烯醛吸收及分离方法》和CN103833537A《一种高纯度甲基丙烯醛的吸收精制方法》分别采用含碳数大于4的醇类和6-8个碳原子的烷烃作为吸收剂，利用这些有机化合物的弱极性和水互溶度小的特点对MAL进行选择性吸收。然而上述技术存在缺点是吸收剂和MAL的蒸馏分离温度较高，容易导致MAL聚合，此外，由于引入了新的物种，增大了后续分离的流程及成本。
[0011] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种甲基丙烯醛的制备提纯装置。该技术适用于异丁烯或叔丁醇二步法制备MMA工艺，能为后续反应连续提供适宜的原料；同时该技术能改善反应器操作特性、提高操作稳定性和产品收率，使两步法制备MMA工艺更加连续高效，提高其竞争力。
[0012] 本实用新型所述的一种甲基丙烯醛的制备提纯装置，包括一段氧化反应器，一段氧化反应器通过管路与阻聚剂线相连，阻聚剂线通过管路与气液分离罐相连，气液分离罐通过管路与吸收塔相连，吸收塔中上部进料口通过管路与甲醇线相连，吸收塔通过管路与精制塔相连，管路上设置液相过滤装置；其中，一段氧化反应器为等温列管式反应器，列管内设置导热片，导热片上下端分别与列管上下端平齐，以列管横切面为基面，导热片呈“一”字形、“十”字形、“人”字形或“米”字形中的一种，导热片横截面积占列管横截面积的1-5％。
[0013] 其中：
[0014] 还包括原料罐、空气线、蒸汽线和氮气线，原料罐通过管路与混合器相连，空气线、氮气线和蒸汽线汇合与混合器相连，混合器通过管路与一段氧化反应器底部进料口相连。
[0015] 原料罐是异丁烯缓冲罐或叔丁醇汽化罐。
[0016] 原料罐顶部出料口与混合器相连的管路上设有原料过热器。
[0017] 原料过热器是异丁烯过热器或叔丁醇过热器。
[0018] 空气线和氮气线与蒸汽线汇合前的管路上设有气体预热器。
[0019] 阻聚剂线与气液分离罐相连的管路上设置冷却器，气液分离罐底部出料口与重组分线相连。
[0020] 吸收塔顶部通过管路与甲醇回收装置相连，与吸收塔相连的甲醇线上设置甲醇冷却器。
[0022] 气液分离罐顶部设置丝网除沫器或折流板。
[0023] 阻聚剂线内输送的阻聚剂是对羟基苯甲醚、对苯二酚或吩噻嗪中的一种。
[0024] 吸收塔和精制塔均是填料塔或板式塔的一种。
[0025] 甲醇回收装置是吸附塔，冷凝吸附装置或膜回收装置中的一种。
[0026] 本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置的工作过程如下：
[0027] 原料罐中的原料汽化后经原料过热器加热后进入混合器。空气线中的空气、氮气线中的氮气经气体预热器加热后，与蒸汽线中的配料蒸汽混合，然后进入混合器。混合后的原料进入一段氧化反应器反应，一段氧化反应器是列管式反应器，壳程内为熔盐，管程内装填的是Mo-Bi系、Mo-Sb-O系或者Re-Sb-O系复合氧化物催化剂。在催化剂的作用下，原料反应生成MAL(甲基丙烯醛)、MAA(甲基丙烯酸)、乙酸、丙酮、甲醛、CO、CO2、H2O以及聚合物。
[0028] 反应生成气与阻聚剂线中输送的阻聚剂混合后，经冷却器冷凝进入气液分离罐，通过控制冷却器冷却介质的温度以及流速，使反应生成气的温度介于MAL和MAA-H2O共沸物的露点之间，使反应生成气中的乙酸、水、MAA、对苯二甲酸、阻聚剂等冷凝下来，气液混合物在气液分离罐中分离，液相经过重组分线外排，气相进入吸收塔。
[0029] 气液分离罐的气相主要是MAL、CO、CO2、N2、甲醛、丙酮、异丁烯，也会夹杂少量重组分。利用MAL等含氧有机物与CO、CO2、N2、异丁烯等气体在甲醇中溶解度的差异进行分离，液相甲醇由甲醇线经过甲醇冷却器冷却后从吸收塔上部输送进入吸收塔，气液分离罐分离得到的气相从底部进入吸收塔，气液两相在吸收塔内逆流接触进行传质与传热，在甲醇的萃取作用下，MAL、丙酮、甲醛等含氧有机物进入甲醇相，异丁烯、CO、CO2、N2等组分从塔顶外排。由于吸收塔塔顶气相夹杂部分甲醇，外排会降低装置经济效益，故应在甲醇回收装置回收。
[0030] 吸收塔塔釜液体主要是甲醇和MAL，还含有甲醛、丙酮、水等物质以及可能夹杂的微量固体颗粒，吸收塔塔釜的液体首先经过液相过滤装置过滤掉固体颗粒，然后进入到精制塔内进行进一步分离，精制塔的目的就是根据各组分沸点的差异进行馏分分割，在热驱动作用下，精制塔塔顶采出甲醇、甲醛、丙酮以及MAL-H2O等低沸点化合物，精制塔塔顶馏出物经过精制塔塔顶冷却器冷却回流一部分返回精制塔，一部分进入甲醇再生装置，精制塔塔底采出物为纯度高的甲醇-MAL复液，精制塔塔底采出物通过精制塔塔釜线输出。
[0031] 为了改善反应器操作特性、提高操作稳定性和产品收率，本实用新型所述的一段氧化反应器为等温列管反应器，列管内设置导热片，导热片上下端分别与列管上下端平齐，以列管横切面为基面，导热片在催化氧化的反应环境中为队形，导热片呈“一”字形、“十”字形、“人”字形或“米”字形中的一种，导热片横截面积占列管横截面积的1-5％，导热片的材质是铝、铜或铝铜合金的一种。
[0032] 等温列管式反应器列管内装填的是Mo-Bi系、Mo-Sb-O系或者Re-Sb-O系复合氧化物催化剂中的一种，壳程内为熔盐。
[0033] 等温列管式反应器内装填有10000-20000根列管，列管内径为20-30cm，催化剂在列管内的高度为4-5m，列管呈正三角形排列。
[0034] 导热片可以与列管内壁相连接，也可以部分连接。
[0035] 一段氧化反应器的上述设计具有以下三个优点：
[0036] (1)异丁烯或叔丁醇一段氧化反应过程，在较低温度下，转化率和收率都较低，反应器处于低温操作态；升温后，反应器床层出现热点，转化率和收率提高，反应器处于高温态；再提高冷却介质温度，反应器热点温度可能超过催化剂允许温度，同时产物的深度氧化速率增大，使收率下降；同样，处于着火状态操作的反应器，只要熔盐温度略有下降，就造成反应器熄火，降低反应器出口的转化率和收率。这说明反应系统的动态区域很窄，在低温态与高温态之间冷却介质的允许操作温度范围很小，反应器热点温度随着熔盐温度变化出现突变，且反应灵敏度较高。列管内加设金属导热片后，由于其本身传热性能良好，沿轴向温差小，因此，在热点附近，反应气体温度高于导热片温度，导热片对气体起冷却作用，这样就降低了热点处床层温度；而在床层进出口部分，由于导热片温度高于气体温度，故导热片起加热作用，使气体温度升高。这样，增大了床层轴向热反馈，扩大了反应器操作多态区，提高了反应器操作的稳定性。
[0037] (2)在床层热点附近，导热片对气体起冷却作用，能有效降低反应器热点温度，减少因热点而导致的深度氧化反应，提高MAL收率；而在反应器入口处，鉴于金属导热片对床层上部气体的加热作用，能有效降低反应器的着火温度，因此能够提高进料中异丁烯或叔丁醇的浓度，提高装置产能。
[0038] (3)反应列管内径向也存在温度梯度，径向导热主要是催化剂的点接触传热和滞止膜的传热，导热量较差。加设导热片后，相当于缩短了径向传热距离，有利于降低径向温度梯度。
[0039] 一段反应生成气中含有MAL、MAA以及水，其中MAL和MAA是不饱和化合物，在液相变化过程中非常容易聚合，且MAL与水容易形成共沸物，而二步氧化酯化催化剂对原料中水含量有着严格的要求。针对上述技术难点，本实用新型一段反应生成气没有首先经过吸收过程，避免了MAL和MAA等一同被吸收成液体，而是先通过冷凝的方法将MAL与水、MAA进行初步分离，然后采用吸收的方法将MAL与N2、CO、CO2等气体分离，最后采用精馏的方法脱除甲醇-MAL复液中的微量轻组分。
[0040] 反应生成气中几种物质的露点为：甲醛＜丙酮＜MAL-H2O共沸物＜MAL＜MAA-H2O共沸物＜水汽＜乙酸＜MAA。反应生成气首先经过冷却器，利用各物质露点的差异进行初步分离。冷凝器的冷却介质的温度不应低于MAL的露点，通过控制冷凝器中冷却介质的流量，使反应产物温度降至MAL的露点温度与MAA-H2O共沸物露点温度之间，使气相中的水、MAA、乙酸以及阻聚剂等冷凝为液相，气相中主要是N2、CO、CO2、异丁烯、MAL、丙酮以及微量重组分。冷凝过程中，MAA发生液相变化极易聚合，因此在一段氧化反应器出口至冷却器之间的管线上加设阻聚剂线，阻聚剂是对羟基苯甲醚、对苯二酚或吩噻嗪中的一种。
[0041] 冷凝后的反应产物进入气液分离罐进行气液分离，液相通过重组分线外排，气相中可能夹杂微量液体，对此，在气液分离罐顶部加设丝网除沫器或折流板，以降低气相中液相产物夹带量。
[0042] 本实用新型通过选择吸收的方法进一步分离气液分离罐顶部气体，吸收剂为甲醇。气液分离罐顶部气体从底部进入吸收塔，甲醇线中的甲醇经过甲醇冷却器冷却后从塔顶进入，气液两相在吸收塔内逆流接触进行传质传热。利用MAL等含氧有机物在甲醇中具有较高的溶解度，而异丁烯、N2、CO、CO2等气体在甲醇中溶解度低的特点进行组分分离。外排气体中夹杂部分甲醇，直接外排会降低装置经济效益，对此，吸收塔塔顶气体进入甲醇回收装置，甲醇回收装置是吸附塔、冷凝吸附装置或膜回收装置的一种，回收的甲醇可以重复利用，尾气可以外排，也可以返回一段氧化反应器作为惰性气体再次利用。
[0043] 吸收塔是填料塔或板式塔的一种。若为填料塔，填料为不锈钢波纹丝网，不锈钢波纹丝网表面涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或三氟氯乙烯聚合物中的一种；若为板式塔，优选浮阀塔盘，塔盘下侧、降液管下侧以及浮阀下侧涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或三氟氯乙烯聚合物中的一种。
[0044] 本实用新型以甲醇作为吸收剂，利用MAL易溶于甲醇的特点，在吸收塔填料或塔盘上，在甲醇的萃取作用下，MAL迅速进入甲醇相并离开温度敏感区，甲醇分子能有效起到“隔离”MAL分子的作用，能有效克服MAL液化相变而导致的“聚合”难题。
[0045] 吸收塔的操作条件是：甲醇冷却器冷却得到的甲醇温度为-5-10℃，吸收塔塔底温度为20-40℃，吸收塔塔顶压力为0.1-0.2MPa，甲醇量为0.4-1Kg/m3气液分离罐顶部气体体积(标准状况)。
[0046] 异丁烯或叔丁醇氧化反应的机理，一般认为是吸咐在催化剂上的异丁烯脱去一个氢原子变成π-烯丙基中间体，再由催化剂的晶格氧氧化成。π-烯丙基中间体也极容易在催化剂强碱性位上发生二聚、环化反应生成芳香族化合物，如对苯二甲酸。对苯二甲酸是淡黄色颗粒，容易沉积在后续塔盘、再沸器上导致传质传热困难，更有甚者，会随着物料进入后续反应器，影响催化剂活性。因此，在液相进入精制塔之前，加设液相过滤装置，以除去反应产物中夹杂的固体颗粒。
[0047] 本实用新型通过精馏的方法脱除来自液相过滤器的物料中的微量轻组分。以MAL-H2O共沸物作为轻关键组分、MAL作为重关键组分、甲醇作为中间组分，以实现MAL-水共沸物与MAL的清晰分割、甲醇的非清晰分割。MAL-H2O共沸物、丙酮从塔顶采出，其塔顶回收率接近100％，此外，塔顶还会采出甲醇，塔顶采出物部分回流，部分外采至甲醇再生装置。MAL和微量MAA从塔底采出，其塔釜回收率接近100％，塔釜还会采出甲醇。
[0048] 精制塔的操作条件是：精馏塔塔顶压力为0-0.2MPa，塔顶温度为50-60℃，塔底温度为75-85℃，塔顶回流比为0.5-1。塔底采出的物料中含有甲醇，塔釜温度介于工作压力下MAL的沸点和甲醇的沸点之间，以上升的甲醇蒸汽作为精制塔的热驱动力，在保证实现轻、重关键组分清晰分割的条件下，避免MAL在塔釜汽化，从另一个角度讲，能有效避免因MAL在塔内发生连续反复的汽化-液化相变而发生的聚合难题；塔顶采出的物料中含有的甲醇，能起到“稀释剂”的作用，能有效隔绝MAL分子，减少其碰撞几率，减缓塔顶冷凝器MAL聚合速率，此外，甲醇还能对某些已经出现MAL聚合的部位形成冲刷，防止物料阻塞。
[0049] 精制塔是填料塔或板式塔的一种。若为填料塔，填料为不锈钢波纹丝网，不锈钢波纹丝网表面涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或三氟氯乙烯聚合物中的一种；若为板式塔，优选浮阀塔盘，塔盘下侧、降液管下侧以及浮阀下侧涂覆有碳氟聚合物，碳氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯聚合物中的一种。
[0050] 精制塔塔顶冷凝器与塔顶物料接触的部位也要喷涂碳氟聚合物。
[0051] 本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，是一种以异丁烯或叔丁醇为原料生产并提纯甲基丙烯醛的装置，适用于以二步法制备甲基丙烯酸甲酯中甲基丙烯醛的制备及提浓装置。
[0052] 本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0053] (1)本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，一段氧化反应器为等温列管式反应器，列管内设置导热片，达到了改善反应器操作特性、提高操作稳定性和产品收率的目的。
[0054] (2)本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，将第一步氧化后的产物中原为气相MAL不经相变、而在气相状态下与其它重组分分离的方法，具有连续平稳、能耗低的优点，能有效减缓MAL聚合难题。
[0055] (3)鉴于二段氧化酯化反应是以甲醇和MAL为原料，而该反应要求甲醇适当过量，以保证MAL转化率的特点，本实用新型以甲醇为吸收剂吸收反应生成气中的MAL，MAL迅速进入甲醇相并离开温度敏感区，甲醇分子能有效起到“隔离”MAL分子的作用，能有效克服MAL液化相变而导致的“聚合”难题。
[0056] (4)本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，精制塔塔底采出的物料中含有甲醇，塔釜温度介于工作压力下MAL的沸点和甲醇的沸点之间，以上升的甲醇蒸汽作为精制塔的热驱动力，在保证实现轻、重关键组分清晰分割的条件下，避免MAL在塔釜汽化，从另一个角度讲，能有效避免因MAL在塔内发生连续的汽化-液化相变而发生的聚合难题。
[0057] (5)本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，精制塔塔顶采出的物料中含有的甲醇，能起到“稀释剂”的作用，能有效隔绝MAL分子，减少其碰撞几率，减缓塔顶冷凝器MAL聚合速率，此外，甲醇还能对某些已经出现MAL聚合的部位形成冲刷，防止物料阻塞。
[0058] (6)本实用新型所述的甲基丙烯醛的制备提纯装置，在不引入新的物质的情况下，很好地实现MAL和水的分离，能有效避免后续氧化酯化催化剂活性衰减；适用于异丁烯或叔丁醇二步法制备MMA工艺，能为后续反应连续提供适宜的原料。附图说明
[0059] 图1是甲基丙烯醛的制备提纯装置结构示意图；
[0060] 图2是“一”字形列管俯视图；
[0061] 图3是“十”字形列管俯视图；
[0062] 图4是“人”字形列管俯视图；
[0063] 图5是“米”字形列管俯视图；
[0064] 图6是丝网除沫器式气液分离罐结构示意图；
[0065] 图7是折流板式气液分离罐结构示意图。
[0066] 1、原料罐；2、空气线；3、蒸汽线；4、气体预热器；5、原料过热器；6、混合器；7、阻聚剂线；8、冷却器；9、一段氧化反应器；10、重组分线；11、气液分离罐；12、吸收塔；13、液相过滤装置；14、甲醇回收装置；15、甲醇冷却器；16、甲醇线；17、精制塔塔顶冷凝器；18、甲醇再生装置；19、精制塔；20、精制塔塔釜线；21、导热片；22、列管；23、丝网除沫器；24、折流板；25、氮气线。
具体实施方式
[0067] 以下结合实施例对本实用新型作进一步描述。
[0068] 实施例1
[0069] 一种甲基丙烯醛的制备提纯装置，包括一段氧化反应器9，一段氧化反应器9通过管路与阻聚剂线7相连，阻聚剂线7通过管路与气液分离罐11相连，气液分离罐11通过管路与吸收塔12相连，吸收塔12中上部进料口通过管路与甲醇线16相连，吸收塔12通过管路与精制塔19相连，管路上设置液相过滤装置13；其中，一段氧化反应器9为等温列管式反应器，列管22内设置导热片21，导热片21上下端分别与列管22上下端平齐，以列管22横切面为基面，导热片21呈“一”字形、“十”字形、“人”字形或“米”字形中的一种，导热片21横截面积占列管22横截面积的1-5％。
[0070] 其中：
[0071] 还包括原料罐1、空气线2、蒸汽线3和氮气线25，原料罐1通过管路与混合器6相连，空气线2、氮气线25和蒸汽线3汇合与混合器6相连，混合器6通过管路与一段氧化反应器9底部进料口相连。
[0072] 原料罐1是异丁烯缓冲罐或叔丁醇汽化罐。
[0073] 原料罐1顶部出料口与混合器6相连的管路上设有原料过热器5。
[0074] 原料过热器5是异丁烯过热器或叔丁醇过热器。
[0075] 空气线2和氮气线25与蒸汽线3汇合前的管路上设有气体预热器4。
[0076] 阻聚剂线7与气液分离罐11相连的管路上设置冷却器8，气液分离罐11底部出料口与重组分线10相连。
[0077] 吸收塔12顶部通过管路与甲醇回收装置14相连，与吸收塔12相连的甲醇线16上设置甲醇冷却器15。
[0078] 精制塔19顶部出料口通过管路与精制塔塔顶冷凝器17相连，精制塔塔顶冷凝器17通过管路分为两路，一路与精制塔19中上部进料口相连，另一路与甲醇再生装置18相连，精制塔19底部出料口与精制塔塔釜线20相连。
[0079] 气液分离罐11顶部设置丝网除沫器23或折流板24。
[0080] 阻聚剂线7内输送的阻聚剂是对羟基苯甲醚、对苯二酚或吩噻嗪中的一种。
[0081] 吸收塔12是填料塔或板式塔的一种。
[0082] 甲醇回收装置14是吸附塔、冷凝吸附装置或膜回收装置中的一种。
[0083] 导热片21的材质是铝、铜或铝铜合金的一种。
[0084] 等温列管式反应器列管22内装填的是Mo-Bi系、Mo-Sb-O系或者Re-Sb-O系复合氧化物催化剂中的一种，壳程内为熔盐。
[0085] 等温列管式反应器内装填有10000-20000根列管22，列管22内径为20-30cm，催化剂在列管22内的高度为4-5m，列管22呈正三角形排列。
[0086] 原料罐1中的原料汽化后经原料过热器5加热后进入混合器6。空气线2中的空气、氮气线25中的氮气经气体预热器4加热后，与蒸汽线3中的配料蒸汽混合，然后进入混合器6。混合后的原料进入一段氧化反应器9反应，一段氧化反应器9是列管式反应器，壳程内为熔盐，管程内装填的是Mo-Bi系、Mo-Sb-O系或者Re-Sb-O系复合氧化物催化剂。在催化剂的作用下，原料反应生成MAL(甲基丙烯醛)、MAA(甲基丙烯酸)、乙酸、丙酮、甲醛、CO、CO2、H2O以及聚合物。
[0087] 反应生成气与阻聚剂线7中输送的阻聚剂混合后，经冷却器8冷凝进入气液分离罐11，通过控制冷却器8冷却介质的温度以及流速，使反应生成气的温度介于MAL和MAA-H2O共沸物的露点之间，反应生成气中的乙酸、水、MAA、对苯二甲酸、阻聚剂等冷凝为液体，气液混合物在气液分离罐11中分离，液相经过重组分线10外排，气相进入吸收塔12。
[0088] 气液分离罐11的气相主要是MAL、CO、CO2、N2、甲醛、丙酮、异丁烯，也会夹杂少量重组分。利用MAL等含氧化合物与CO、CO2、N2、异丁烯等气体在甲醇中溶解度的差异进行分离，液相甲醇由甲醇线16经过甲醇冷却器15冷却后从上部进入吸收塔12，气液分离罐11分离得到的气相从底部进入吸收塔12，气液两相在吸收塔12内逆流接触进行传质与传热，在甲醇的萃取作用下，MAL、丙酮、甲醛等含氧有机物进入甲醇相，异丁烯、CO、CO2、N2等组分从塔顶外排。由于吸收塔12塔顶气相夹杂部分甲醇，外排会降低装置经济效益，故应在甲醇回收装置14回收。
[0089] 吸收塔12塔釜液体主要是甲醇和MAL，还含有甲醛、丙酮、水等物质以及可能夹杂的微量固体颗粒，吸收塔12塔釜的液体首先经过液相过滤装置13过滤掉固体颗粒，设置液相过滤装置13的目的是防止吸收塔12塔底夹杂的颗粒进入后续单元，然后进入到精制塔19内进行进一步分离，精制塔19的目的就是根据各组分沸点的差异进行馏分分割，在热驱动作用下，精制塔19塔顶采出甲醇、甲醛、丙酮以及MAL-H2O等低沸点化合物，精制塔19塔顶馏出物经过精制塔塔顶冷却器17冷却回流一部分返回精制塔19，一部分进入甲醇再生装置18，精制塔19塔底采出物为纯度高的甲醇-MAL复液，精制塔塔底采出物通过精制塔塔釜线
20输出。
20输出。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种恒温多层烘干机 | 2020-06-23 | 2 |
| 汽车踏板 | 2021-01-21 | 0 |
| 尤其用于汽车的机组轴承 | 2021-03-16 | 0 |
| 一种多重缓冲的汽车保险杠 | 2022-08-06 | 1 |
| 一种利用废醋酸锌生产氯化锌的方法 | 2021-08-21 | 0 |
| 一种汽车驾驶室的微调翻转机构 | 2020-10-06 | 1 |
| 一种汽车及其集成平行轴齿轮减速机构的驱动车桥 | 2020-11-07 | 0 |
| 一种具有联动调节机构的高温蒸汽加热器 | 2021-03-20 | 1 |
| 一种汽车天窗包边机 | 2023-07-30 | 1 |
| 一种新型地热能干热岩换热装置 | 2020-10-31 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈