一种羰基合成系统的制作方法

本技术属于丁辛醇装置领域，尤其涉及一种羰基合成系统。

背景技术：

1、丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料，目前我国丁辛醇产量巨大，约占世界总量的21％，丁辛醇以合成气和丙烯为原料，经过甲酰化反应生成正异丁醛，进而得到正异丁醇，亦可两分子正丁醛缩合生再加成不饱和键得到辛醇，所以习惯称为丁辛醇。

2、丁辛醇装置丁醛异构物塔采用精馏操作分离正丁醛和异丁醛。由于正异丁醛的挥发度相近，需要较大回流比以达到分离效果。丁醛异构物塔通常塔顶回流比大，塔顶冷凝器的循环冷却水和塔釜加热蒸汽的耗量大。丁辛醇装置，丁醛异构物塔，是本装置的耗能大户，其塔顶74度，塔底106度，以25万吨/年装置计算，每年此塔蒸汽用户约为16万吨，按照每吨蒸汽200元计算，则仅此塔蒸汽花费3200万元。现装置普遍采用蒸汽加热，塔顶塔底温差大，若采用开式热泵，因异丁醛易聚合，容易在压缩机中发生自聚，同时异丁醛是装置的产品，开式热泵无法保证产品质量。若采用闭式热泵，如常用的介质正丁烷，则正丁烷工质的气化潜热小，循环量大，且正丁烷属于易燃易爆介质，增加了危险源，同时因塔底温度高，正丁烷需压缩至较高压力，故不经济可行。闭式热泵中，若采用水作为工质，由于丁醛塔顶约70℃，为了利用水的汽化潜热进行换热，需在负压下操作。负压操作，容易使空气进入热泵系统，不凝汽积聚在再沸器中会影响换热效果。因此，水不适用于丁醛异构物塔热泵。故现阶段常规采用蒸汽加热，无合适的工质用于热泵精馏。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种羰基合成系统，其包括羰基合成反应器和丁醛异构物分离单元，针对现有丁辛醇装置中正异丁醛塔，能耗高的特点，本实用新型采用的丁醛异构物分离单元可以节约80％的蒸汽，非常具有推广前景。可用于现有丁辛醇装置丁醛异构物塔的改造。具有较大的市场应用和推广价值。

2、本实用新型的目的之一在于提供一种羰基合成系统，包括丁醛异构物分离单元，所述丁醛异构物分离单元包括丁醛异构物塔、蒸发冷凝器、压缩机、工质再沸器和工质节流阀；其中，在所述丁醛异构物塔的塔釜设置有正丁醛采出管线和塔釜料循环回路i，在所述丁醛异构物塔的上部侧线设置有异丁醛采出管线，在所述丁醛异构物塔的塔顶设置有塔顶气循环回路；所述蒸发冷凝器设置于所述塔顶气循环回路上，所述工质再沸器设置于所述塔釜料循环回路i上，所述蒸发冷凝器、所述压缩机、所述工质再沸器、所述工质节流阀彼此通过管线连接形成闭合循环回路。

3、在所述工质再沸器与所述蒸发冷凝器之间进一步设置有工质循环回路。

4、其中，所述闭合循环回路采用沸点高于55℃且低于69℃的有机溶剂中的至少一种为循环工质。

5、在一种优选的实施方式中，在所述工质再沸器、所述工质节流阀之间的连接管线上设置有工质罐和工质再冷凝器。

6、在进一步优选的实施方式中，沿工质流动方向，所述工质罐和工质再冷凝器依次设置于所述工质再沸器之后、所述工质节流阀之前。

7、其中，所述“之前”、“之后”是根据物料流动方向，例如根据工质流动方向。所述工质选自甲醇、四氢呋喃、丙酮中的至少一种，优选自四氢呋喃和/或丙酮。

8、在一种优选的实施方式中，在所述蒸发冷凝器上设置有液位控制器。

9、在进一步优选的实施方式中，所述液位控制器与所述工质节流阀电连接。

10、其中，所述液位控制器与所述工质节流阀电连接，用于控制蒸发冷凝器内工质的液位，实现控制蒸发冷凝器换热管淹没面积，即控制蒸发冷凝器传热面积来控制蒸发冷凝器负荷的目的。

11、在一种优选的实施方式中，在所述塔顶气循环回路上进一步设置有塔顶物料再冷凝器、任选的塔顶物料回流罐和任选的塔顶回流泵。

12、在进一步优选的实施方式中，塔顶气流动方向，所述塔顶物料再冷凝器、任选的塔顶物料回流罐、任选的塔顶回流泵依次设置于所述蒸发冷凝器之后。

13、在一种优选的实施方式中，所述丁醛异构物塔的塔板数为100～180块，优选120～160块(例如120、130、140、150或160块板)。

14、在进一步优选的实施方式中，以所述丁醛异构物塔自上往下为0～100％塔板，自2％～10％(例如第5～10块)、优选3％～8％塔板处侧线设置所述异丁醛采出管线。

15、在更进一步优选的实施方式中，以所述丁醛异构物塔自上往下为0～100％塔板，自30％～50％、优选35％～45％塔板处侧线设置进料口，例如30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％或50％。

16、在一种优选的实施方式中，在所述丁醛异构物塔的塔釜设置有塔釜料循环回路ii，在所述塔釜料循环回路ii上设置有(常规)再沸器。

17、在进一步优选的实施方式中，在所述(常规)再沸器上设置有热源进料管线和热源出料管线，在所述热源进料管线上设置有流量控制阀。

18、在一种优选的实施方式中，在所述丁醛异构物塔内设置有温度检测器。

19、在进一步优选的实施方式中，以所述丁醛异构物塔自上而下为0～100％塔板计，所述温度检测器设置在10％～40％塔板处，例如10％、15％、20％、25％、30％、35％或40％的塔板处。

20、其中，所述常规再沸器与所述温度检测器电连接，用于通过常规再沸器控制所述丁醛异构物塔内的温度，优选通过调整常规再沸器蒸汽侧的流量进行控制。

21、在更进一步优选的实施方式中，所述温度检测器与所述流量控制阀电连接。

22、在一种优选的实施方式中，所述系统进一步包括羰基合成单元，所述羰基合成单元包括羰基合成反应器。

23、在进一步优选的实施方式中，在所述羰基合成反应器内装填有羰基合成反应催化剂，现有技术中公开的羰基合成反应催化剂均可。

24、在更进一步优选的实施方式中，所述羰基合成反应器的出料端与所述丁醛异构物塔的进料端通过管线连接。

25、在本实用新型中，原料(包括丙烯、氢气、co)在羰基合成反应器内反应得到丁醛物料，该丁醛物料进入丁醛异构物分离单元，在所述丁醛异构物分离单元：(1)所述丁醛异构物塔的塔顶物料和工质进入所述蒸发冷凝器进行换热得到初冷凝塔顶物料和气化工质，所述丁醛异构物塔的塔顶物料依次进入蒸发冷凝器、塔顶物料再冷凝器、任选的塔顶物料回流罐，然后(任选地由塔顶回流泵)循环回塔顶；(2)所述气化工质进入压缩机经升温升压后得到工质热源；(3)所述工质热源进入工质再沸器、与进入工质再沸器的塔釜物料进行换热得到初冷凝工质(经过换热后的塔釜物料循环回塔釜)；(4)所述初冷凝工质在任选地进行进一步冷凝后循环回所述蒸发冷凝器。

26、本实用新型中，通过控制蒸发冷凝器的工质侧液位调节控制闭合循环回路上的热负荷，通过调整塔釜常规再沸器蒸汽侧的流量控制丁醛异构物塔的塔釜热负荷。

27、在本实用新型中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在下文中，各个技术方案之间原则上可以相互组合而得到新的技术方案，这也应被视为在本文中具体公开。

28、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

29、本实用新型将所述丁醛异构物分离单元应用到丁辛醇装置的羰基合成系统中，解决了现有丁辛醇装置丁醛异构物塔能耗高的问题，具有较大的市场应用和推广价值。

30、本实用新型的蒸发冷凝器与塔顶水冷凝器串联设计，可以通过控制蒸发冷凝器的工质液位调整蒸发工质的流量，调整压缩机的负荷，未冷凝的塔顶工艺气可以通过水冷凝器进一步冷却，不会导致气相短路，方便控制压缩机的负荷。

31、本实用新型塔釜蒸汽再沸器与工质的再沸器实现并联操作，正常运行时，蒸汽再沸器控制10-20％的塔釜所需负荷，剩余的由压缩机提供，塔釜的各种波动，不需要控制压缩机，仅仅调节蒸汽再沸器的蒸汽流量，即可实现塔的操作控制，操作灵敏，控制精度高，响应块。