專利名稱：：一種糠醛中壓連續(xù)液相加氫制備糠醇的方法及其加氫反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及糠醇的制備領(lǐng)域，尤其是糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法及其加氫反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
：糠醇是重要的化工原料，用它制造的呋喃樹脂廣泛用于鑄造、汽車等工業(yè)，糠醇還用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料等領(lǐng)域。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，糠醇的生產(chǎn)工藝從原料方面分類，主要有以下幾種(l)糠醛路線；(2)乙醇、鋁還原法路線；(3)硼氫化鈉還原法路線；以反應(yīng)壓力方面分類(1)常壓或低壓(O.l-lMPa),(2)中壓(l-10MPa),(3)高壓(>10MPa);以糠醛相態(tài)方面分類(1)液相；(2)氣相。目前糠醇是以糠醛生產(chǎn)路線為主，大都采用中壓液相連續(xù)懸浮床法。此工藝路線技術(shù)成熟可靠、副反應(yīng)少、質(zhì)量好、能耗低、產(chǎn)量高、設(shè)備投資少。此工藝流程如附圖1，工藝流程如下糠醛與催化劑在催化劑混合罐11中充分混合后由高壓計(jì)量泵IO并與經(jīng)氫氣壓縮機(jī)壓縮后的氫氣混合定量打入預(yù)熱器1,在預(yù)熱器1中糠醛、催化劑及氫氣被預(yù)熱至起始反應(yīng)溫度然后進(jìn)入1#反應(yīng)器2進(jìn)行糠醛加氫反應(yīng)，未反應(yīng)完全的物料再進(jìn)入2#反應(yīng)器3中進(jìn)一步反應(yīng)完全，在1#、2#反應(yīng)器中控制反應(yīng)溫度。反應(yīng)完全的物料進(jìn)入冷卻器4中進(jìn)行冷卻，冷卻后的糠醇半成品及過(guò)量的氫氣在1#分離器5與2#分離器6中進(jìn)行氣液分離，分離后的糠醇半成品在氣液分離器8中進(jìn)一步進(jìn)行低壓分離，分離后的糠醇半成品放入粗醇沉淀池9中將糠醇催化劑大部分沉淀下來(lái)，上清液送入糠醇精餾塔中進(jìn)行蒸餾得成品糠醇。氣液分離器8中分離出來(lái)的低壓氫氣經(jīng)過(guò)氫氣緩沖罐7將氫氣夾帶的糠醇進(jìn)一步分離后和從1#分離器及2#分離器中分離出來(lái)的過(guò)量氫氣進(jìn)入氬氣壓縮機(jī)的入口，實(shí)現(xiàn)了過(guò)量氬氣的循環(huán)使用?？啡┘託宸磻?yīng)為放熱反應(yīng)，每克分子反應(yīng)釋放13.16kcal的熱量，反應(yīng)如下—CHO+H2-CH2OH+13.16千卡/克分子糠醛和氫氣在催化劑作用下在反應(yīng)壓力為6.08.5MPa下，初始反應(yīng)溫度為160~180°C，因此需用蒸汽將物料及氫氣預(yù)熱至初始反應(yīng)溫度后才能進(jìn)行反應(yīng)。高于初始反應(yīng)溫度加氬反應(yīng)則會(huì)進(jìn)行并放出大量的熱量，放出的熱量使混合物的溫度上升，隨著物料溫度的升高反應(yīng)速度加快致使放熱量更大，而使溫度繼續(xù)升高，溫度升高反應(yīng)速度更快，如此互相促進(jìn)致使反應(yīng)溫度不好控制，容易出現(xiàn)"飛溫"發(fā)生危險(xiǎn)。糠醛液相連續(xù)加氫反應(yīng)器大都采用平推流式反應(yīng)器，反應(yīng)溫度一般在180~230°C，反應(yīng)溫度控制只能靠反應(yīng)器夾套內(nèi)通入蒸汽或熱水進(jìn)行降溫，換熱面積較小，溫度控制可調(diào)性較差，反應(yīng)熱不好向外移出，容易發(fā)生危險(xiǎn)，從而使同樣體積的反應(yīng)器反應(yīng)能力較小，設(shè)備利用率較低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種糠醛中壓液相連續(xù)加氫制糠醇的生產(chǎn)方法，以解決反應(yīng)器中反應(yīng)熱不易移出、易發(fā)生危險(xiǎn)的問(wèn)題，加大同體積的反應(yīng)器反應(yīng)能力，提高設(shè)備的利用率，并且還能夠節(jié)約將反應(yīng)物料提高到初始反應(yīng)溫度所需的預(yù)熱蒸汽。本發(fā)明的另外一個(gè)目的還在于提供一種適于上述糠醛中壓連續(xù)液相加氫制備糠醇的生產(chǎn)方法的加氫反應(yīng)器。為了實(shí)現(xiàn)上述是發(fā)明目的，經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究和實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中使用的是平推流反應(yīng)器，通過(guò)在現(xiàn)有的平推流反應(yīng)器中插入一根內(nèi)插管就可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。在插入了內(nèi)插管之后，冷的糠醛、氫氣、催化劑的混合物在內(nèi)插管內(nèi)吸收糠酪加氫過(guò)程中所放出的熱量，移出一部分反應(yīng)熱后再對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行控制就比較容易并且溫度的可調(diào)性好，可以增大反應(yīng)器的反應(yīng)能力提高設(shè)備利用率，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。因此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)解決方案。一種糠醛中壓液相連續(xù)加氬制備糠醇的方法，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在一或多個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，所述方法包括在所述的至少一個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)加入一根內(nèi)插管至反應(yīng)器的底部，使糠醛、氫氣、催化劑從上部沿內(nèi)插管進(jìn)料至反應(yīng)器底部然后經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后從上部出料，從而得到糠醇。其中所述的中壓是指l-10MPa。另外，內(nèi)插管插到反應(yīng)器的底部是指接近反應(yīng)器的底部，內(nèi)插管在底部的出口和反應(yīng)器底部之間的距離可以根據(jù)物料的進(jìn)料速度，具體是糠酪、催化劑和氫氣的進(jìn)料速度進(jìn)4亍調(diào)整，優(yōu)選是50500mm。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在兩個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，而且其中第一個(gè)平推流反應(yīng)器中插入了所述的內(nèi)插管。所述內(nèi)插管的管徑大小根據(jù)糠醛、催化劑的進(jìn)料大小及糠醛加氫反應(yīng)的放熱量大小進(jìn)行計(jì)算，一般糠醛加氫反應(yīng)在1#反應(yīng)器中的反應(yīng)程度為90%~95%。優(yōu)選的，所述管徑是①20①40mm。另外為了有利于物料的熱交換，優(yōu)選使用薄壁管，例如所述內(nèi)插管的管壁厚度為0.5-10mm。另外，為了防止因反應(yīng)器底部劇烈反應(yīng)結(jié)焦堵塞內(nèi)插管而發(fā)生危險(xiǎn)，所述的內(nèi)插管最好采用有縫管或者焊管。另外，為了使溫度控制區(qū)域更加精確，控制方式更加靈活，更加有利于糠醛加氫反應(yīng)熱的移出，其中所述加氫反應(yīng)器的冷卻夾套分為上下兩段。另外，為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種用于糠醛中壓液相連續(xù)加氬制備糠醛的加氫反應(yīng)器。其中所述加氬反應(yīng)器包括一或多個(gè)用于將糠醛加氫制備成糠醇的平推流反應(yīng)器；其中在至少一個(gè)平推流反應(yīng)器的內(nèi)部加入一根內(nèi)插管至反應(yīng)器的底部，使糠醛、氫氣、催化劑從上部進(jìn)料沿內(nèi)插管至反應(yīng)器底部然后經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后從上部出料，從而得到糠醇。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在兩個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，而且其中第一個(gè)平推流反應(yīng)器中插入了所述的內(nèi)插管。所述內(nèi)插管的管徑大小根據(jù)糠^、催化劑的進(jìn)料大小及糠醛加氫反應(yīng)的放熱量大小進(jìn)行計(jì)算，一般糠醛加氫反應(yīng)在1#反應(yīng)器中的反應(yīng)程度為90%~95%。優(yōu)選的，所述管徑是①20①40mm。另外為了有利于物料的熱交換，優(yōu)選使用薄壁管，例如所述內(nèi)插管的管壁厚度為0.5-10mm。另外，為了防止因反應(yīng)器底部劇烈反應(yīng)結(jié)焦堵塞內(nèi)插管而發(fā)生危險(xiǎn)，所述的內(nèi)插管最好采用有縫管或者焊管。另外，為了使溫度控制區(qū)域更加精確，控制方式更加靈活，更加有利于糠醛加氫反應(yīng)熱的移出，其中所述加氬反應(yīng)器的冷卻夾套分為上下兩段。本發(fā)明與現(xiàn)有糠醛液相加氫制糠醇的工藝相比，其優(yōu)點(diǎn)及積極效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面第一，反應(yīng)溫度容易控制不會(huì)出現(xiàn)"飛溫，，現(xiàn)象，使生產(chǎn)更為安全、可靠。第二，提高反應(yīng)器的進(jìn)料量，同體積反應(yīng)器的反應(yīng)能力加大，設(shè)備利用率提高，一套糠醇裝置經(jīng)過(guò)改造后生產(chǎn)能力可以提高50%。第三，省掉了物料預(yù)熱工序，節(jié)省蒸汽，僅在開車時(shí)(反應(yīng)起始時(shí))需要用蒸汽將物料預(yù)熱至起始反應(yīng)溫度，正常生產(chǎn)時(shí)不需要蒸汽。附圖1是現(xiàn)有技術(shù)中糠醇生產(chǎn)的流程圖，其中各附圖標(biāo)記的含義是1、預(yù)熱器2、1#反應(yīng)器3、2#反應(yīng)器4、冷卻器5、1#分離器6、2#分離器7、氫氣緩沖罐8、氣液分離器9、粗醇沉淀池10、高壓計(jì)量泵11、催化劑混合罐附圖2為本發(fā)明的糠醇加氫反應(yīng)器，其中在反應(yīng)器中包括了本發(fā)明的內(nèi)插管并且反應(yīng)器的冷卻夾套分為上下兩段。附圖3為本發(fā)明的糠醇生產(chǎn)工藝流程圖，其中各附圖標(biāo)記的含義是1、預(yù)熱器2、1#反應(yīng)器3、2#反應(yīng)器4、冷卻器5、1#分離器6、2#分離器7、氫氣緩沖罐8、氣液分離器9、粗醇沉淀池10、高壓計(jì)量泵11、催化劑混合罐具體實(shí)施例方式本發(fā)明的方法的具體實(shí)施方式如附圖3所示，具體工藝流程如下糠醛與催化劑在催化劑混合罐11中充分混合后由高壓計(jì)量泵IO并與經(jīng)氫氣壓縮機(jī)壓縮后的氬氣混合定量打入預(yù)熱器1,在預(yù)熱器1中糠醛、催化劑及氫氣被預(yù)熱至起始反應(yīng)溫度然后進(jìn)入1#反應(yīng)器2進(jìn)行糠醛加氫反應(yīng)。其中，預(yù)熱器1只是在反應(yīng)起始時(shí)使用，在反應(yīng)正式開始之后，反應(yīng)的放熱完全能夠使得反應(yīng)物料達(dá)到反應(yīng)的起始溫度，因此不再需要預(yù)熱過(guò)程。其中，1#反應(yīng)器2中是使用了本發(fā)明的內(nèi)插管的平推流反應(yīng)器。其中反應(yīng)夾套分為上下兩段。未反應(yīng)完全的物料再進(jìn)入2#反應(yīng)器3中進(jìn)一步反應(yīng)完全，在1#、2#反應(yīng)器中控制反應(yīng)溫度。反應(yīng)完全的物料進(jìn)入冷卻器4中進(jìn)行冷卻，冷卻后的糠醇半成品及過(guò)量的氫氣在1#分離器5與2#分離器6中進(jìn)行氣液分離，分離后的糠醇半成品在氣液分離器8中進(jìn)一步進(jìn)行低壓分離，分離后的糠醇半成品放入粗醇沉淀池9中將糠醇催化劑大部分沉淀下來(lái)，上清液送入糠醇精餾塔中進(jìn)行蒸餾得成品糠醇。氣液分離器8中分離出來(lái)的低壓氫氣經(jīng)過(guò)氫氣緩沖罐7將氬氣夾帶的糠醇進(jìn)一步分離后和從1#分離器及2弁分離器中分離出來(lái)的過(guò)量氫氣進(jìn)入氫氣壓縮機(jī)的入口，實(shí)現(xiàn)了過(guò)量氫氣的循環(huán)使用。實(shí)施例對(duì)比實(shí)施例使用圖l所示的流程及設(shè)備，糠醛、催化劑混合均勻后經(jīng)過(guò)計(jì)量泵與經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后的氫氣一起進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入1#、2#反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)完成的物料在冷卻器中冷卻后進(jìn)入分離器進(jìn)行分離，糠醇半成品在粗醇沉淀池中分離出大部分催化劑后送入精制塔進(jìn)行蒸餾精制得成品糠醇。原料糠醛純度含量>98.5%質(zhì)量，水份《0.1%質(zhì)量，酸度<0.01mol/l;氬氣純度含量>99%體積，氧含量<0.1%體積。1#、2#反應(yīng)器的規(guī)格為內(nèi)徑132mm，有效長(zhǎng)度4.5m。反應(yīng)溫度180~220°C,反應(yīng)壓力6.5~8.0MPa,預(yù)熱溫度100~120°C,催化劑是糠醇用Cu催化劑，使用量占糠醛的0.4-0.8%(質(zhì)量比)，糠醛的進(jìn)料控制在230~2701/h，回氫量在20%~40%。所得糠醇半成品質(zhì)量如下表1所示，糠醛加氫制糠醇原材料、蒸汽、電等消耗見表2。實(shí)施例1:使用圖3所示的流程及設(shè)備，糠醛、催化劑混合均勻后經(jīng)過(guò)計(jì)量泵與經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后的氫氣一起進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入1#、2#反應(yīng)器進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)完成的物料在冷卻器中冷卻后進(jìn)入分離器進(jìn)行分離，糠醇半成品在粗醇沉淀池中分離出大部分催化劑后送入精制塔進(jìn)行蒸餾精制得成品糠醇。原料糠酪純度含量>98.5%質(zhì)量，水份<0.1%質(zhì)量，酸度《0.01mol/l;氫氣純度含量>99%體積，氧含量<0.1%體積。1#、2#反應(yīng)器的規(guī)格為內(nèi)徑132mm，有效長(zhǎng)度4.5m;1#反應(yīng)器為本發(fā)明(如圖2)的反應(yīng)器。內(nèi)插管是有縫焊管，管徑是①32mm,管壁厚度是2mm。反應(yīng)溫度190~225°C,反應(yīng)壓力6.5~8.0MPa,正常生產(chǎn)時(shí)不用預(yù)熱，催化劑是糠醇用Cu催化劑，使用量占糠醛的0.4~0.6%(質(zhì)量比)，糠醛的進(jìn)料控制在370~4101/h，回氫量在20%~40%體積。所得糠醇半成品質(zhì)量如下表1所示，糠醛加氫制糠醇原材料、蒸汽、電等消耗見表2。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上表1可以看出本發(fā)明的諸實(shí)施例產(chǎn)品質(zhì)量情況同于或者優(yōu)于糠醇現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量，并且超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級(jí)品的要求。從表2可以看出本發(fā)明的諸實(shí)施例原輔材料的消耗明顯低于對(duì)比實(shí)施例(現(xiàn)有技術(shù))的原輔材料的消耗。本發(fā)明可以在傳統(tǒng)糠醛液相加氬工藝的基礎(chǔ)上稍加改造即能達(dá)到預(yù)期的目的。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或改變。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或改變?nèi)蕴幱诒景l(fā)明的保護(hù)范圍之中。權(quán)利要求1.一種糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在一或多個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，所述方法包括在所述的至少一個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)加入一根內(nèi)插管至反應(yīng)器的底部，使糠醛、氫氣、催化劑從上部沿內(nèi)插管進(jìn)料至反應(yīng)器底部然后經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后從上部出料，從而得到糠醇。2.如權(quán)利要求1所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在兩個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，而且其中第一個(gè)平推流反應(yīng)器中插入了所述的內(nèi)插管。3.如權(quán)利要求1或2所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法，其中所述的內(nèi)插管的管壁厚度為0.5-10mm,管徑是20~40mm。4.如權(quán)利要求1或2所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法，其中所述的內(nèi)插管是有縫管或者焊管。5.—種糠醛中壓液相連續(xù)加氫制糠醇的加氫反應(yīng)器，其中所述加氫反應(yīng)器包括一或多個(gè)用于將糠醛加氫制備成糠醇的平推流反應(yīng)器；其中在至少一個(gè)平推流反應(yīng)器的內(nèi)部加入一根內(nèi)插管至反應(yīng)器的底部，使糠醛、氫氣、催化劑從上部進(jìn)料沿內(nèi)插管至反應(yīng)器底部然后經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后從上部出料，從而得到糠醇。6.如權(quán)利要求5所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的加氫反應(yīng)器，其中所述內(nèi)插管管壁的厚度為0.5~10mm，管徑是2040mm。7.如權(quán)利要求6所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的加氫反應(yīng)器，其中所述的內(nèi)插管是有縫管或者焊管。8.如權(quán)利要求5-7任意一項(xiàng)所述的糠醛中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的加氬反應(yīng)器，其中所述加氫反應(yīng)器的冷卻夾套分為上下兩段。全文摘要本發(fā)明涉及一種從糠醛通過(guò)加氫制備糠醇的方法及其所使用的加氫反應(yīng)器。本發(fā)明的糠醇制備方法是一種從糠醛通過(guò)中壓液相連續(xù)加氫制備糠醇的方法，其中所述糠醛加氫制備糠醇的反應(yīng)是在一或多個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，所述方法包括在所述的至少一個(gè)平推流反應(yīng)器內(nèi)加入一根內(nèi)插管至反應(yīng)器的底部，使糠醛、氫氣、催化劑從上部沿內(nèi)插管進(jìn)料至反應(yīng)器底部然后經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后從上部出料，從而得到糠醇。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)容易控制，而且節(jié)省蒸汽。文檔編號(hào)C07D307/44GK101353335SQ200710139138公開日2009年1月28日申請(qǐng)日期2007年7月26日優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日發(fā)明者劉獻(xiàn)波,尹樹萬(wàn),柴本玉,柴龍德,栗昭爭(zhēng),江成真,趙新華申請(qǐng)人:濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司