[发明专利]用于液相反应的方法和装置

说明书

领域

本发明涉及用于液相反应的方法和装置(assemblies)，其中将气态反应物和副产物从气态产物中移除并使其返回到反应中。更具体地，本文公开的方法和装置可以改进液相反应的反应动力学并且包含反应区和至少两个吸收区，所述吸收区利用了由液相反应生成的液体，或者在液相反应中使用的液体。

背景

在其中产生气态产物的液相反应中，如果不是必要的，也通常希望的是将气态产物与残留自液相反应的任何气态反应物或者从由液相反应产生的副产物分离。从这些反应回收所述未反应的反应物和反应副产物可以造成很多生产困难，并且有可能的是可能是能量密集的。通过冷却反应器流出物并使冷凝的物质返回到反应器而进行这些分离可以不适宜地降低反应器内的操作温度，这反过来又可能妨碍反应动力学。通过将反应器流出物吸收至冷的液体介质中并且将所吸收的物质返回到反应器而进行这些分离可以具有相同的冷却效果，并且如果使用与反应器中的液体不同的液体用于吸收，也会稀释反应器内含物。添加热量以克服所述冷却作用会是昂贵的。在使反应物和副产物返回到反应器之前，无论从反应器还是从被吸收的反应物和副产物中将所加入的用于吸收的液体移除也会是昂贵的。

因而很多研究已经致力于提高这些工艺的效率，并且从而降低其操作成本。很多人提出了实施一个或多个分开的步骤，如蒸馏或吸收，以实现气态反应器流出物的分离。然而，在很多生产工艺中，这些分离步骤可能是最能量和成本密集的操作。并且，每个附加步骤增加投资成本。有些人提出了使用与来自反应器的液体不同的吸收流体用于进行气态反应器流出物的分离。然而，任何附加的液体会积累在工艺中并且导致需要用来将反应物和反应副产物从所加入的液体中移除的另外分离步骤，以便可以将其再循环或者增加流出物以将其从系统排出。

因此需要用于通过液相反应制备气态产物，尤其是通过相应的醇的液相氢氯化制备烷基卤的高效的、更节省成本的方法。适宜地，这些方法能够在节省设备成本、时间或能量的情况下制备所需的产物。

简述

本文提供的是用于改进包含挥发性反应物和产物的液相反应的反应动力学的方法和装置。本文的方法和装置将反应液体的进料提供至两个以上吸收区，其中在将所述液体引入至两个以上吸收区的至少一个中之前，调节所述液体的温度和/或进料速度。更具体地，可以独立地调节递送至每个吸收区时的液体的温度和进料速度，以优化将任何气态反应物和副产物中的至少一部分从气态产物流的吸收和/或优化反应区条件。从而可以改进或者基本上保持反应动力学。在后一实施方案中，可以改进吸收性能以便可以有益地节省反应物，并且可以制备更纯的气态产物然后可以将液体再循环以利用其中吸收的反应物。此外，可以在与反应相同的容器中进行多阶吸收工艺。

在一个方面中，提供了一种用于改进液相反应的反应动力学、节省液相反应中使用的反应物、和/或制备液相反应的更纯反应产物的方法。在一些实施方案中，该反应是甲醇的液相氢氯化，以制备(product)甲基氯。该方法包括：设置至少第一和第二吸收区，并且将来自反应的液体分为至少第一流和第二流。调节至少一个流的温度和/或进料速度并且将第一液体流引导至第一吸收区，且将第二液体流引导至第二吸收区，在此所述流与气态产物流的至少一部分接触。从而将气态反应物和反应副产物从气态产物流中移除并且将其吸收在所述液体中。通过调节进料至一个吸收区的液体的温度和/或进料速度，并且在另一个吸收区中使用基本上在所述液体离开反应区时的温度和/或流速的所述液体，可以基本上保持容器内的有利反应条件，并且改进或基本上保持反应动力学。

可以有益地在单个容器中进行该方法，从而避免了附加的分离设备所相关的成本、时间和空间消费。因此，在第二方面中提供用于制备气态产物的液相反应用的装置。该装置包括液体反应区和至少两个吸收区。设置一个或多个导管以将液体从反应区引导至每个吸收区。至少一个导管具有相对于它操作性设置的温度调节机构和/或流速调节机构。

在某些实施方案中，可能需要进一步降低产物流中气态反应物和副产物的浓度，或者需要另外进一步处理产物流。同样可能需要进一步处理离开反应器的液体流以回收有价值的反应物并使它们返回到反应器，或者在应用本方法或将反应物引导至本反应器之前，对反应物进行预处理。同样，该装置可以包括另外的处理设备。另外的设备可以包括预反应器，如另一个液相反应器或气相反应器；或者分离设备，例如，一个或多个汽提塔、洗涤器、蒸馏塔、反应器或这些的组合。

附图

当参考附图阅读以下详细说明时，将能够更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和益处，其中遍及附图，相同的符号表示相同的部件。