[发明专利]光化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光化反应釜，尤其涉及一种易实现工业化规模光化反应的光化反应釜，特别适用于工业化规模的含氟烯烃光氧化反应。

背景技术

美国专利US 5143589公开了一种由含氟烯烃反应得到含氟聚醚的方法，其中涉及的第一步反应为含氟烯烃的光氧化反应，该反应需在通入氧气并且紫外光辐射的条件下进行。为实现该光氧化反应，该文献提供了一种小型的玻璃反应器。然而，受反应器内传质条件及紫外光源透射能力的限制，这种反应器仅适用于试验装置，无法用于工业化生产。

光化反应常用的反应器还有列管式或盘管式等，在反应器外设置一个或多个光源。为了加强反应器内的物料的混合，可以用泵使反应物料循环流动或使整个反应器振动等方式。这些反应器的缺点是占地面积大，能耗较高，而且在工业化过程的放大较困难。尤其对于超低温或超高温反应并且气液两相参与反应的情况，很难使反应体系处于良好的保温、传质及光辐射条件下。因此，对于需通入大量气体并需在-100～-20℃超低温下进行的含氟烯烃光氧化反应，现有的光化反应器不适用于实现其工业化生产。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种易实现工业规模光化反应的光化反应器，特别是一种适用于进行工业化规模含氟烯烃光氧化反应的光化反应器。

为实现上述目的，本发明提供了一种光化反应器，该反应器具有用于形成反应室的反应器釜体和釜盖，该反应器还包括：

位于所述反应室的搅拌装置；

位于所述反应室的一个或多个内置光源。

在一较佳实施方式中，所述搅拌装置为安装在所述釜盖上的机械搅拌器。

在另一较佳实施方式中，多个所述内置光源围绕所述搅拌器的转轴排列在所述搅拌器的周围。

在又一较佳实施方式中，所述釜体外侧可拆卸地安装有夹套，所述釜体外侧与所述夹套之间可通过冷却介质以控制所述釜体内物料的温度。

本发明反应器使用内置搅拌装置和内置光源，使其集成于反应体系内部，内置搅拌装置使反应物料的传质效率高，内置光源与反应物料直接接触可以提高光能的利用率，还有，本反应器占地面积较小，并且很容易根据生产规模进行放大。因此，与现有光化反应器相比，使用本发明的反应器可以大大提高反应器单批反应体积，降低能耗，减少设备用地，提高生产效率，更适合工业化生产。

以下将结合附图对本发明的构思、结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的反应器的正面剖视图；

图2为图1所示反应器的侧向剖视图，示出了装在反应器釜盖上的各种部件；

图3是图1和图2所示反应器釜盖的俯视图，示出了内置光源排列的一个具体实施方式。

具体实施方式

图1～图3是本发明光化反应器的一个实施例。现结合该实施例对本发明的特点和优点作详细说明。

图1所示的反应器1包括用于形成反应室的圆筒状釜体2和圆形釜盖3，反应器1还具有内置的搅拌装置4和内置光源5。所述搅拌装置可以是如桨叶式搅拌器和锚式搅拌器之类的机械搅拌器。搅拌装置4的一端可旋转地安装于釜盖3，另一端向下伸入反应室用于混合反应物料。内置光源5为灯管，所述灯管的一端可拆卸地固定于釜盖3，另一端伸入反应室用于直接接触反应物料。对于含氟烯烃氧化反应，所述灯管为紫外灯管。

与现有的光化反应器相比，这样的构造将传质功能和光辐射功能集中在一个反应室内，使物料混合充分，光的利用率更高，并适用于工业规模生产。

如图3所示，搅拌装置4安装于釜盖3的中心位置，多个灯管5以搅拌装置4为圆心均匀排列在该搅拌装置周围。灯管5的数量取决于反应器规模、灯管光照强度等因素，对于小型反应器，可以是1～2个，一般地，可以是大于等于3个。

灯管5除了作为光源外，还起到搅拌档板的作用，可以促进混合，上述排列方式可以使反应物料得到更好的混合和更充分的光辐射。

含氟烯烃的光氧化反应需在-100～-20℃的超低温下进行，因此反应过程需冷却。如图1所示，釜体2的外侧安装有用于冷却反应物料的夹套6。与普通反应釜夹套的焊接连接方式不同，夹套6与釜体2通过螺栓7可拆卸地紧密连接。对于含氟烯烃氧化反应，夹套6与釜体2的间隙可以充入如酒精、氯仿之类的低凝固点冷却介质。

因为釜体2与夹套6可拆卸地连接，在完成反应后可以方便地从夹套中取出釜体，有利于对釜体内部进行清洗和干燥。