CN113233959B - Byd反应和催化剂分离再生方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及1,4丁炔二醇反应和催化剂再生技术领域，是一种BYD反应和催化剂分离再生方法及装置，后者包括催化剂制备单元、催化剂活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元。本发明结合BYD反应和催化剂分离再生方法及装置，在生产BYD的同时，催化剂采取外部沉降分离形式，避免产生大量的聚合物包裹催化剂表面，催化剂活性稳定，装置反应平稳，副产物大幅降低，实现高活性催化的再利用；本发明对反应器进行改进，取消了烛式过滤器，使得反应器内气、液、固三相接触更加充分；本发明装置相增设小型催化剂活化反应器，定期活化催化剂，使活化量大幅降低，活化后的催化剂采取定时定量补加入反应器。

Description

BYD反应和催化剂分离再生方法及装置

技术领域

本发明涉及1,4丁炔二醇反应和催化剂再生技术领域，是一种1,4丁炔二醇（BYD）反应和催化剂分离再生方法以及装置。

背景技术

乙炔和甲醛在碱式碳酸铜催化剂作用发生炔醛反应，生成1,4丁炔二醇。在炔醛反应的过程中，伴有各种少量聚合物（或络合物）的产生，粘稠的聚合物逐渐包裹在催化剂表面，使催化剂的活性逐渐降低，同时过滤性逐渐下降，最终因反洗和采出达到平衡停车更换催化剂。

目前全球主要采用英维达公司的技术，催化剂活化和反应在同一反应器内进行，新鲜催化剂一次添加完成，一次活化完成后开始反应，反应初期聚合物产生少，催化剂活性高，生产负荷大，之后由于催化剂活性下降而逐渐降低生产负荷。为了应对上述问题，英维达公司设置了两套反应系统，每三个月切换一次，使装置处于半间歇生产状态，装置稳定性差。此方法除反应系统投资成倍增加外，同时大量高活性催化剂被排出。另外，如附图1所示，反应器内设置26根φ300mm的烛式过滤器，占据了反应器大量空间，因此，反应器直径达到10.5米。

发明内容

本发明提供了一种BYD反应和催化剂分离再生方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其对反应器进行改进，取消了烛式过滤器，在生产BYD的同时，实现高活性催化的再利用。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法，按下述方法进行：

将用于制备1,4丁炔二醇的催化剂碱式碳酸铜先在催化剂活化单元活化，催化剂活化完成后，保持催化剂活化单元搅拌和乙炔通入，将活化后的催化剂一次性送入反应单元；

将用于制备1,4丁炔二醇的反应原料乙炔预热至74℃，将温度为74℃的乙炔与反应原料甲醛同时输入反应单元的混合物料环形喷管混合后得到乙炔甲醛溶液，从混合物料环形喷管喷出的乙炔甲醛溶液与反应单元内的活化催化剂接触并迅速开始反应，反应完成后，反应单元内的物料排出反应单元，物料含有催化剂和反应生成的1,4丁炔二醇；

排出反应单元的物料进入催化剂沉降单元进行沉降分离，沉降分离后的1,4丁炔二醇从催化剂沉降单元上部排出，沉降分离后的催化剂分为两部分，其中大部分返回反应器继续进行反应，少部分（一般控制不超过催化剂质量总量的10%）沉降催化剂送入催化剂洗涤再生单元进行一次洗涤，除去催化剂表面包裹的聚合物或络合物，经一次洗涤后的催化剂经二次洗涤，洗掉一次洗涤液，使催化剂再生，再生后催化剂送入反应单元继续使用；在含有活化后的催化剂的物料自活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元依序输送过程中，向输送管线中输入乙炔。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述含有活化后的催化剂的物料自反应单元输送至催化剂沉降分离单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体一，含乙炔流体一的液体溶剂是1,4丁炔二醇；含有活化后的催化剂的物料自催化剂沉降分离单元输送至催化剂洗涤再生单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体二，含乙炔流体二的液体溶剂是四氢呋喃或碱液或其他配制液体；经一次洗涤后的含有活化后的催化剂的物料输送至二次洗涤过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体三，含乙炔流体三的液体溶剂为水。

上述一次洗涤时，通过含乙炔流体二的液体溶剂进行洗涤；二次洗涤时，采用水洗。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施技术方案之一所述1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法的装置，包括催化剂制备单元、催化剂活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元，催化剂制备单元采用催化剂制备槽，催化剂活化单元采用催化剂活化反应器、反应单元采用反应器，催化剂沉降分离单元包括催化剂沉降罐和二次沉降分离塔，催化剂洗涤再生单元包括催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐；催化剂制备槽底部出口与催化剂活化反应器连通，催化剂活化反应器底部出口连通有出活化催化剂管线，在反应器下部内沿圆周设置有混合物料环形喷管，混合物料环形喷管内设置有环向折流通道，在混合物料环形喷管下侧沿圆周间隔设置有与环向折流通道连通的物料喷口，在混合物料环形喷管上连通有进乙炔反应物料管线和进甲醛反应物料管线，出活化催化剂管线的出催化剂端伸入反应器内，反应器底部出口与催化剂沉降罐下部进口通过出料管线连通，催化剂沉降罐上部出反应料端与二次沉降分离塔下部进口连通，催化剂沉降罐底部出口与催化剂洗涤罐下部进口通过一次分离料管线连通，二次沉降分离塔底部出口与一次分离料管线通过二次分离管线连通，一次分离料管线与出活化催化剂管线通过催化剂返回管线连通，催化剂洗涤罐底部出口与催化剂水洗罐下部进口通过一次洗涤料管线连通，催化剂水洗罐底部出口与出活化催化剂管线通过再生催化剂管线连通。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述反应器包括罐体，混合物料环形喷管设置在罐体下部内，混合物料环形喷管包括至少两个管段，相邻管段通过法兰固定连接，在每一个管段内均设置有至少两个相互连通的折流通道，所有管段的折流通道对接形成环向折流通道，进乙炔反应物料管线和进甲醛反应物料管线与其中一个管段固定连通，在管段下侧设置有物料喷口。

上述每个折流通道内均设置有切割挡板。

上述还包括乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三，乙炔溶解器一的混合溶剂出口与出料管线连通，乙炔溶解器二的混合溶剂出口与一次分离料管线、二次分离管线连通均连通，乙炔溶解器三的混合溶剂出口与一次洗涤料管线连通，乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三上均连通有用于保持活化催化剂活性的乙炔管线和溶剂管线；乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三的结构均相同，以乙炔溶解器一为例进行说明，乙炔溶解器一包括壳体，在壳体内分布有折流溶解通道，在折流溶解通道内设置有切割挡板。

上述进乙炔反应物料管线的进气端连通有乙炔预热器，乙炔预热器采用管板式换热器，管板式换热器的管程出口端与进乙炔反应物料管线的进气端连通，管板式换热器的换热管束的直径为15毫米至20毫米。

上述催化剂沉降罐内自上而下间隔分布有弧形折流挡板，与催化剂沉降罐上部出反应料端对应的催化剂沉降罐内设置有环形积液槽，环形积液槽与二次沉降分离塔下部进口通过溢流管线连通。

上述催化剂制备槽、催化剂活化反应器、反应器、催化剂沉降罐、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的底部内均设置有搅拌器。

上述催化剂活化反应器、催化剂沉降罐、二次沉降分离塔、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的顶部均设置有乙炔回收管线。

上述催化剂活化反应器、反应器上均设置有预热盘管。

上述还包括溶剂分离系统，溶剂分离系统包括蒸馏塔、聚合物回收槽和塔顶槽，催化剂洗涤罐上部设置有环形积液槽，催化剂洗涤罐的环形积液槽与蒸馏塔下部连通，蒸馏塔下部设置有蒸汽循环管线，蒸汽循环管线与聚合物回收槽连通，蒸馏塔顶部与塔顶槽连通。

本发明结合1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法及装置，在生产BYD的同时，催化剂采取外部沉降分离形式，催化剂和反应完成的物料连续采出进行沉降分离，沉降分离后的一部分催化剂直接返回反应器反应，另外少部分催化剂经过洗涤去除少量聚合物，避免产生大量的聚合物包裹催化剂表面，催化剂活性稳定，装置反应平稳，副产物大幅降低，实现高活性催化的再利用；本发明对反应器进行改进，取消了烛式过滤器，使得反应器内气、液、固三相接触更加充分；本发明装置相比于现有BYD生产装置，增设小型催化剂活化反应器，定期活化催化剂，使活化量大幅降低，活化后的催化剂采取定时定量补加入反应器。

附图说明

附图1为现有反应器的主视结构示意图。

附图2为本发明所述装置的工艺流程示意图。

附图3为本发明反应器的主视放大结构示意图。

附图4为本发明混合物料环形喷管的轴侧放大结构示意图。

附图5为附图4中A-A向剖视放大结构示意图。

附图6为附图5中B-B向剖视放大结构示意图。

附图7为乙炔溶解器一的主视放大结构示意图。

附图8为附图7中A-A向剖视放大结构示意图。

附图9为附图7中B-B向剖视放大结构示意图。

附图10为本发明乙炔预热器管板的放大结构示意图。

附图11为本发明乙炔预热器换热流程示意图。

附图中的编码分别为：1为催化剂活化反应器，2为反应器，3为催化剂沉降罐，4为二次沉降分离塔，5为催化剂洗涤罐，6为催化剂水洗罐，7为出活化催化剂管线，8为混合物料环形喷管，9为物料喷口，10为进乙炔反应物料管线，11为进甲醛反应物料管线，12为出料管线，13为一次分离料管线，14为二次分离管线，15为一次洗涤料管线，16为再生催化剂管线，17为罐体，18为管段，19为折流通道，20为乙炔溶解器一，21为乙炔溶解器二，22为乙炔溶解器三，23为乙炔管线，24为溶剂管线，25为壳体，26为折流溶解通道，27为换热管束，28为弧形折流挡板，29为环形积液槽，30为溢流管线，31为搅拌器，32为乙炔回收管线，33为预热盘管，34为蒸馏塔，35为聚合物回收槽，36为塔顶槽，37为蒸汽循环管线，38为内置烛式过滤器，39为乙炔预热器，40为脱盐水换热器，41为催化剂制备槽，42为催化剂返回管线。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。

本发明提及的催化剂均指碱式碳酸铜。本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图2所示，该1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法，按下述方法进行：

将用于制备1,4丁炔二醇的催化剂碱式碳酸铜先在催化剂活化单元活化，催化剂活化完成后，保持催化剂活化单元搅拌和乙炔通入，将活化后的催化剂一次性送入反应单元；

将用于制备1,4丁炔二醇的反应原料乙炔预热至74℃，将温度为74℃的乙炔与反应原料甲醛同时输入反应单元的混合物料环形喷管8混合后得到乙炔甲醛溶液，从混合物料环形喷管8喷出的乙炔甲醛溶液与反应单元内的活化催化剂接触并迅速开始反应，反应完成后，反应单元内的物料排出反应单元，物料含有催化剂和反应生成的1,4丁炔二醇；

排出反应单元的物料进入催化剂沉降单元进行沉降分离，沉降分离后的1,4丁炔二醇从催化剂沉降单元上部排出，沉降分离后的催化剂分为两部分，其中大部分返回反应器继续进行反应，少部分（一般控制不超过催化剂质量总量的10%）沉降催化剂送入催化剂洗涤再生单元进行一次洗涤，除去催化剂表面包裹的聚合物或络合物，经一次洗涤后的催化剂经二次洗涤，洗掉一次洗涤液，使催化剂再生，再生后催化剂送入反应单元继续使用；在含有活化后的催化剂的物料自活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元依序输送过程中，向输送管线中输入乙炔。

催化剂失活的原因并不是催化剂的活性，而是由于催化剂在反应单元内长期存在，形成大量的聚合物粘结造成的现有内置烛式过滤器38的过滤性变差。

而采用本发明生产BYD（1,4丁炔二醇）时，新鲜催化剂活化完成后，一次（或定期）向反应单元补充。而催化剂和反应生产物同时采出离开反应单元，之后催化剂经过分离、再生后循环回到反应单元，实现高活性催化的再利用。

活性组分必须保持与乙炔接触，一旦离开乙炔催化剂将会失活，为确保碱式碳酸铜活化后的活性组分乙炔铜络合物保持与乙炔接触，催化剂采出和输送过程中，均向输送管线输入乙炔。

实施例2：作为上述实施例的优化，含有活化后的催化剂的物料自反应单元输送至催化剂沉降分离单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体一，含乙炔流体一的液体溶剂是1,4丁炔二醇；含有活化后的催化剂的物料自催化剂沉降分离单元输送至催化剂洗涤再生单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体二，含乙炔流体二的液体溶剂是四氢呋喃或碱液或其他配制液体；经一次洗涤后的含有活化后的催化剂的物料输送至二次洗涤过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体三，含乙炔流体三的液体溶剂为水。

实施例3：作为上述实施例的优化，一次洗涤时，通过含乙炔流体二的液体溶剂进行洗涤；二次洗涤时，采用水洗。

含乙炔流体二的液体溶剂四氢呋喃或碱液对聚合物（络合物）有很好的溶解作用，溶剂又易溶于水，通过后续水洗可以减少在催化剂上的残留。

经一次洗涤操作，催化剂表面包裹的聚合物（络合物）被洗涤下来后，洗涤后的催化剂二次洗涤，溶剂为水，经过水洗后，催化剂表面残留的四氢呋喃或碱液等溶质被水洗涤下来，催化剂则通过泵送回反应单元，完成催化剂分离再生过程。

实施例4：如附图2所示，实施上述实施例所述1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法的装置，包括催化剂制备单元、催化剂活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元，催化剂制备单元采用催化剂制备槽41，催化剂活化单元采用催化剂活化反应器1、反应单元采用反应器2，催化剂沉降分离单元包括催化剂沉降罐3和二次沉降分离塔4，催化剂洗涤再生单元包括催化剂洗涤罐5和催化剂水洗罐6；催化剂制备槽41底部出口与催化剂活化反应器1连通，催化剂活化反应器1底部出口连通有出活化催化剂管线7，在反应器2下部内沿圆周设置有混合物料环形喷管8，混合物料环形喷管8内设置有环向折流通道，在混合物料环形喷管8下侧沿圆周间隔设置有与环向折流通道连通的物料喷口9，在混合物料环形喷管8上连通有进乙炔反应物料管线10和进甲醛反应物料管线11，出活化催化剂管线7的出催化剂端伸入反应器2内，反应器2底部出口与催化剂沉降罐3下部进口通过出料管线12连通，催化剂沉降罐3上部出反应料端与二次沉降分离塔4下部进口连通，催化剂沉降罐3底部出口与催化剂洗涤罐5下部进口通过一次分离料管线13连通，二次沉降分离塔4底部出口与一次分离料管线13通过二次分离管线14连通，一次分离料管线13与出活化催化剂管线7通过催化剂返回管线42连通，催化剂洗涤罐5底部出口与催化剂水洗罐6下部进口通过一次洗涤料管线15连通，催化剂水洗罐6底部出口与出活化催化剂管线7通过再生催化剂管线16连通。

催化剂沉降罐3上部出反应料端产出产品1,4丁炔二醇，送往后续过滤系统。

本发明装置中的反应器2相比于现有反应器取消了内置烛式过滤器38，在BYD产量相同的前提下，本发明中的反应器2体积仅可为现有反应器的二分之一。由于本发明中的反应器2内没有内置烛式过滤器38的阻挡，气、液、固三相接触更加充分。

催化剂采取外部沉降分离形式，催化剂和反应完成的物料连续采出进行沉降分离，沉降分离后的催化剂分为两部分，其中大部分返回反应器继续进行反应，少部分（一般控制不超过催化剂质量总量的10%）经水洗恢复活性后重新回到反应器2，避免产生大量的聚合物包裹催化剂表面，催化剂活性稳定，装置反应平稳，副产物大幅降低。

本发明装置相比于现有BYD生产装置，增设小型催化剂活化反应器1，催化剂每月活化一次（或根据需要），活化量大幅降低，活化后的催化剂采取一次（定时定量）补加入反应器2。

下面是对上述装置的进一步优化或/和改进：

如附图3至6所示，反应器2包括罐体17，混合物料环形喷管8设置在罐体17下部内，混合物料环形喷管8包括至少两个管段18，相邻管段18通过法兰固定连接，在每一个管段18内均设置有至少两个相互连通的折流通道19，所有管段18的折流通道19对接形成环向折流通道，进乙炔反应物料管线10和进甲醛反应物料管线11与其中一个管段18固定连通，在管段18下侧设置有物料喷口9。

根据需要，在每个折流通道19内均设置有切割挡板。

也可在每一个管段18内填充填料，使填料之间形成折流通道19，填料可采用规整填料或散堆填料。根据实际需要，确定物料喷口9在管段18上的分布密度。

混合物料环形喷管8内的环向折流通道为甲醛和乙炔气体提供一个切割碰撞的场所，在切割挡板的切割碰撞的过程中甲醛包裹着乙炔的气泡变得非常的小，形成微气泡，这样乙炔可以均匀的分散在甲醛溶液中，大幅增加乙炔在甲醛中的溶解度，当过饱和的乙炔甲醛溶液从喷口喷出时，在催化剂的作用下发生炔醛反应。

如附图2、7至9所示，还包括乙炔溶解器一20、乙炔溶解器二21和乙炔溶解器三22，乙炔溶解器一20的混合溶剂出口与出料管线12连通，乙炔溶解器二21的混合溶剂出口与一次分离料管线13、二次分离管线14连通均连通，乙炔溶解器三22的混合溶剂出口与一次洗涤料管线15连通，乙炔溶解器一20、乙炔溶解器二21和乙炔溶解器三22上均连通有用于保持活化催化剂活性的乙炔管线23和溶剂管线24；乙炔溶解器一20、乙炔溶解器二21和乙炔溶解器三22的结构均相同，以乙炔溶解器一20为例进行说明，乙炔溶解器一20包括壳体25，在壳体25内分布有折流溶解通道26，在折流溶解通道26内设置有切割挡板。

可通过在壳体25内填充填料，使填料之间形成溶解通道。

气体组分与液体溶剂进入折流溶解通道26后，在碰撞折流切割的作用下乙炔形成微小气泡，均匀的分布在对应的液体溶剂中，大幅的提高了乙炔在液体介质中的浓度。

如附图10所示，进乙炔反应物料管线10的进气端连通有乙炔预热器39，乙炔预热器39采用管板式换热器，管板式换热器的管程出口端与进乙炔反应物料管线10的进气端连通，管板式换热器的换热管束27的直径为15毫米至20毫米。

如附图11所示，管板式换热器的壳程通过脱盐水循环管线与脱盐水换热器40的低温侧连通，脱盐水换热器40的高温侧进口输入蒸汽，换热后，其高温侧出口输出凝液。

乙炔预热器39是为了保证乙炔进入混合物料环形喷管8以及到达反应器2的稳定反应温度，脱盐水与蒸汽换热后，在通过脱盐水循环把热量传递乙炔换热器，保证了乙炔稳定的温度。

换热管束27由不大于φ20mm的细管组成，其目的是减少高浓度乙炔的碰撞几率，降低乙炔爆炸风险。同时增加气体乙炔的换热面积和换热效果，控制脱盐水水温度低于90℃。

如附图2所示，在催化剂沉降罐3内自上而下间隔分布有弧形折流挡板28，与催化剂沉降罐3上部出反应料端对应的催化剂沉降罐3内设置有环形积液槽29，环形积液槽29与二次沉降分离塔4下部进口通过溢流管线30连通。

催化剂沉降罐3为大高径比设备，内设有多个弧形折流挡板28，目的是形成多个滞留区，使催化剂浆料在缓慢上升的过程中进行分离。

如附图2所示，在催化剂制备槽41、催化剂活化反应器1、反应器2、催化剂沉降罐3、催化剂洗涤罐5和催化剂水洗罐6的底部内均设置有搅拌器31。

催化剂沉降罐3底部的搅拌器31转速很低，不会产生大的扰动，目的是防止底部催化剂沉积，有利于催化剂采出。

如附图2所示，在催化剂活化反应器1、催化剂沉降罐3、二次沉降分离塔4、催化剂洗涤罐5和催化剂水洗罐6的顶部均设置有乙炔回收管线32。

催化剂活化反应器1、催化剂沉降罐3、二次沉降分离塔4、催化剂洗涤罐5和催化剂水洗罐6的气体组分乙炔通过乙炔回收管线32去乙炔循环系统。

如附图2所示，在催化剂活化反应器1、反应器2上均设置有预热盘管33。

所述预热盘管33的加热介质可采用蒸汽。

如附图2所示，还包括溶剂分离系统，溶剂分离系统包括蒸馏塔34、聚合物回收槽35和塔顶槽36，催化剂洗涤罐5上部设置有环形积液槽29，催化剂洗涤罐5的环形积液槽29与蒸馏塔34下部连通，蒸馏塔34下部设置有蒸汽循环管线37，蒸汽循环管线37与聚合物回收槽35连通，蒸馏塔34顶部与塔顶槽36连通。

催化剂洗涤后的液相组分，通过蒸馏的方式可以进行分离，获得相应的产物（溶剂A、溶剂B），溶剂A为1,4丁炔二醇，溶剂B为四氢呋喃或碱液，进行循环再利用。

催化剂制备单元和催化剂活化单元的作用如下：

1 催化剂制备单元

在催化剂制备槽41内，先加入一定量的水，启动底部搅拌器31和催化剂循环泵，再称量等量的碱式碳酸铜粉料，加入催化剂制备槽41，制备催化剂浆料；

2 催化剂活化单元

向催化剂活化反应器1内加入碱液（碳酸氢钠溶液），通入乙炔，加入甲醛。控制催化剂活化反应器1达到如下条件：反应器2温度65℃±2℃；乙炔流量稳定，乙炔浓度35%±5%；甲醛浓度45%±4%；催化剂活化反应器1pH值6.9～7.5；反应器2顶部压力51kPa.g。将碱式碳酸铜催化剂浆料导入催化剂活化反应器1中，开始将反应器2升温至74.5±1℃，通过调节催化剂活化反应器1的二氧化碳排放量和浓度来控制活化反应过程。催化剂活化完成后，保持搅拌和乙炔通入。根据实际情况定期活化（建议一个月活化一次），活化后将物料一次打入反应器2。

综上所述，本发明结合BYD反应和催化剂分离再生方法及装置，在生产BYD的同时，催化剂采取外部沉降分离形式，催化剂和反应完成的物料连续采出进行沉降分离，沉降分离后的一部分催化剂直接返回反应器反应，另外少部分催化剂经过洗涤去除少量聚合物，再经水洗恢复活性后重新回到反应器2，避免产生大量的聚合物包裹催化剂表面，催化剂活性稳定，装置反应平稳，副产物大幅降低，实现高活性催化的再利用；本发明对反应器2进行改进，取消了烛式过滤器，使得反应器2内气、液、固三相接触更加充分；本发明装置相比于现有BYD生产装置，增设小型催化剂活化反应器1，定期活化催化剂，使活化量大幅降低，活化后的催化剂采取定时定量补加入反应器2。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法，其特征在于按下述方法进行：

将用于制备1,4丁炔二醇的催化剂碱式碳酸铜先在催化剂活化单元活化，催化剂活化完成后，保持催化剂活化单元搅拌和乙炔通入，将活化后的催化剂一次性送入反应单元；

将用于制备1,4丁炔二醇的反应原料乙炔预热至74℃，将温度为74℃的乙炔与反应原料甲醛同时输入反应单元的混合物料环形喷管混合后得到乙炔甲醛溶液，从混合物料环形喷管喷出的乙炔甲醛溶液与反应单元内的活化催化剂接触并迅速开始反应，反应完成后，反应单元内的物料排出反应单元，物料含有催化剂和反应生成的1,4丁炔二醇；

排出反应单元的物料进入催化剂沉降单元进行沉降分离，沉降分离后的1,4丁炔二醇从催化剂沉降单元上部排出，沉降分离后的催化剂分为两部分，其中大部分返回反应单元继续进行反应，少部分沉降催化剂送入催化剂洗涤再生单元进行一次洗涤，除去催化剂表面包裹的聚合物或络合物，经一次洗涤后的催化剂经二次洗涤，洗掉一次洗涤液，使催化剂再生，再生后催化剂送入反应单元继续使用；在含有活化后的催化剂的物料自活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元依序输送过程中，向输送管线中输入乙炔或饱和乙炔溶液；

其中，含有活化后的催化剂的物料自反应单元输送至催化剂沉降分离单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体一，含乙炔流体一的液体溶剂是1,4丁炔二醇；含有活化后的催化剂的物料自催化剂沉降分离单元输送至催化剂洗涤再生单元的过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体二，含乙炔流体二的液体溶剂是四氢呋喃或碱液；经一次洗涤后的含有活化后的催化剂的物料输送至二次洗涤过程中，向所述输送管线中输入含乙炔流体三，含乙炔流体三的液体溶剂为水；一次洗涤时，通过含乙炔流体二的液体溶剂进行洗涤；二次洗涤时，采用水洗。

2.一种实施权利要求1所述的1,4丁炔二醇反应和催化剂分离再生方法的装置，其特征在于包括催化剂制备单元、催化剂活化单元、反应单元、催化剂沉降分离单元和催化剂洗涤再生单元，催化剂制备单元采用催化剂制备槽，催化剂活化单元采用催化剂活化反应器、反应单元采用反应器，催化剂沉降分离单元包括催化剂沉降罐和二次沉降分离塔，催化剂洗涤再生单元包括催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐；催化剂制备槽底部出口与催化剂活化反应器连通，催化剂活化反应器底部出口连通有出活化催化剂管线，在反应器下部内沿圆周设置有混合物料环形喷管，混合物料环形喷管内设置有环向折流通道，在混合物料环形喷管下侧沿圆周间隔设置有与环向折流通道连通的物料喷口，在混合物料环形喷管上连通有进乙炔反应物料管线和进甲醛反应物料管线，出活化催化剂管线的出催化剂端伸入反应器内，反应器底部出口与催化剂沉降罐下部进口通过出料管线连通，催化剂沉降罐上部出反应料端与二次沉降分离塔下部进口连通，催化剂沉降罐底部出口与催化剂洗涤罐下部进口通过一次分离料管线连通，二次沉降分离塔底部出口与一次分离料管线通过二次分离管线连通，一次分离料管线与出活化催化剂管线通过催化剂返回管线连通，催化剂洗涤罐底部出口与催化剂水洗罐下部进口通过一次洗涤料管线连通，催化剂水洗罐底部出口与出活化催化剂管线通过再生催化剂管线连通。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于反应器包括罐体，混合物料环形喷管设置在罐体下部内，混合物料环形喷管包括至少两个管段，相邻管段通过法兰固定连接，在每一个管段内均设置有至少两个相互连通的折流通道，所有管段的折流通道对接形成环向折流通道，进乙炔反应物料管线和进甲醛反应物料管线与其中一个管段固定连通，在管段下侧设置有物料喷口。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于每个折流通道内均设置有切割挡板。

5.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于还包括乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三，乙炔溶解器一的混合溶剂出口与出料管线连通，乙炔溶解器二的混合溶剂出口与一次分离料管线、二次分离管线均连通，乙炔溶解器三的混合溶剂出口与一次洗涤料管线连通，乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三上均连通有用于保持活化催化剂活性的乙炔管线和溶剂管线；乙炔溶解器一、乙炔溶解器二和乙炔溶解器三的结构均相同，以乙炔溶解器一为例进行说明，乙炔溶解器一包括壳体，在壳体内分布有折流溶解通道，在折流溶解通道内设置有切割挡板。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的装置，其特征在于进乙炔反应物料管线的进气端连通有乙炔预热器，乙炔预热器采用管板式换热器，管板式换热器的管程出口端与进乙炔反应物料管线的进气端连通，管板式换热器的换热管束的直径为15毫米至20毫米。

7.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于催化剂沉降罐内自上而下间隔分布有弧形折流挡板，与催化剂沉降罐上部出反应料端对应的催化剂沉降罐内设置有环形积液槽，环形积液槽与二次沉降分离塔下部进口通过溢流管线连通；或/和，在催化剂制备槽、催化剂活化反应器、反应器、催化剂沉降罐、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的底部内均设置有搅拌器；或/和，在催化剂活化反应器、催化剂沉降罐、二次沉降分离塔、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的顶部均设置有乙炔回收管线；或/和，在催化剂活化反应器、反应器上均设置有预热盘管；或/和，还包括溶剂分离系统，溶剂分离系统包括蒸馏塔、聚合物回收槽和塔顶槽，催化剂洗涤罐上部设置有环形积液槽，催化剂洗涤罐的环形积液槽与蒸馏塔下部连通，蒸馏塔下部设置有蒸汽循环管线，蒸汽循环管线与聚合物回收槽连通，蒸馏塔顶部与塔顶槽连通。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于催化剂沉降罐内自上而下间隔分布有弧形折流挡板，与催化剂沉降罐上部出反应料端对应的催化剂沉降罐内设置有环形积液槽，环形积液槽与二次沉降分离塔下部进口通过溢流管线连通；或/和，在催化剂制备槽、催化剂活化反应器、反应器、催化剂沉降罐、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的底部内均设置有搅拌器；或/和，在催化剂活化反应器、催化剂沉降罐、二次沉降分离塔、催化剂洗涤罐和催化剂水洗罐的顶部均设置有乙炔回收管线；或/和，在催化剂活化反应器、反应器上均设置有预热盘管；或/和，还包括溶剂分离系统，溶剂分离系统包括蒸馏塔、聚合物回收槽和塔顶槽，催化剂洗涤罐上部设置有环形积液槽，催化剂洗涤罐的环形积液槽与蒸馏塔下部连通，蒸馏塔下部设置有蒸汽循环管线，蒸汽循环管线与聚合物回收槽连通，蒸馏塔顶部与塔顶槽连通。

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