[实用新型]一种用于反应控制相转移催化剂进行催化反应的管式反应器

说明书

技术领域

本实用新型设计一种化工反应器，具体涉及一种用于反应控制相转移催化剂进行催化反应的管式反应器。

背景技术

在催化反应过程中，均相催化剂具有活性高、选择性高、反应条件温和等优点，但由于催化剂难以回收限制了其在工业上的应用。文献Xi Z W,Zhou N,Sun Y,Li K L.Reaction-Controlled Phase-Transfer Catalysis for Propylene Epoxidation to Propylene Oxide.Science,2001,292:1139.首次提出反应控制相转移催化剂概念。反应控制相转移催化剂的特点是，在反应初始时不溶于反应体系，反应过程中在H₂O₂的作用下，催化剂完全溶解，形成均相催化反应，当H₂O₂耗尽时，催化剂又从体系中以固态形式析出，经分离后可循环使用。该催化剂兼备了多相和均相催化剂的优点，该催化剂催化过氧化氢氧化环己烯制备环氧环己烷的过程已经实现了间歇釜式工业化生产(Mechanisms in homogeneous and heterogeneous epoxidation catalysis ISBN:978-0-444-53188-9 2008)。近年来，反应控制相转移催化剂在烯烃环氧化反应过程中取得了较多进展，该催化剂广泛用于丙烯、丁烯、异丁烯、苯乙烯、1-辛烯、环己烯、环辛烯、1-十二烯等烯烃环氧化反应中。[李军，高爽，奚祖威.反应控制相转移催化剂研究的进展.催化学报，2010，31(8):895～911.]从以上叙述可知，目前反应控制相转移催化剂进行催化反应大部分都依靠间歇釜式生产模式，因此针对这一问题及反应控制相转移催化剂特点我们发明了一种用于反应控制相转移催化剂进行催化反应的管式反应器，实现了反应控制相转移催化剂进行催化反应的连续化操作，同时该管式反应器对于一般具有多相催化剂及均相催化剂的液相反应同样适合。

发明内容

一种用于反应控制相转移催化剂进行催化反应的管式反应器，所述的反应器由多级反应器串联组成，一种用于反应控制相转移催化剂进行催化反应的管式反应器，

所述的反应器由2级以上反应器串联组成，

由物料混合器将反应进料物料混合均匀经过一级管式反应器入口进入一级管式反应器内，于一级管式反应器物料出口流出物料进入一级缓冲罐内，一级缓冲罐中上部溢流口溢流物料进入二级管式反应器内，一级缓冲罐底部流出物料由一级循环泵输送至物料混合器出口，与反应进料物料混合形成混合物料经一级管式反应器入口进入一级管式反应器内形成第一级反应器循环；

上一级缓冲罐中上部溢流口溢流物料经过下一级管式反应器入口进入下一级管式反应器内，于下一级管式反应器物料出口流出物料进入下一级缓冲罐内，下一级缓冲罐中上部溢流口溢流物料采出去分离，下一级缓冲罐底部流出物料由下一级循环泵输送至一级缓冲罐中上部溢流口，与上一级缓冲罐中上部溢流口溢流物料混合形成混合物料，混合物料经下一级管式反应器入口进入下一级管式反应器内形成下一级反应器循环。

所述的管式反应器均为中空管，管长为10～150m，管径为0.1～1.2m。在所述的管式反应器管壁外部均设有加热和/或冷却夹套，夹套上设有加热和/或冷却进液入口和加热和/或冷却排液出口。

在所述的管式反应器，管道上设有温度检测口，管道中前部设有第一温度检测口、管道中部设有第二温度检测口、管道中后部设有第三温度检测口。

在所述的缓冲罐顶部均设有冷凝器和压力检测口、中上部设有进料口和溢流口、中部设有温度检测口、底部设有物料出口；

具体连接方式为：

每一级缓冲罐中上部进料口与每一级管式反应器出口相连，每一级缓冲罐顶部出口与每一级冷凝器入口相连，每一级冷凝器出口与每一级气体质量流量计入口相连，每一级气体质量流量计出口排出每一级反应气相；每一级缓冲罐顶部另一出口作为压力检测口；每一级缓冲罐中上部设有溢流口与下一级管式反应器入口相连，每一级缓冲罐中部设有温度检测口，每一级缓冲罐底部设有物料出口与每一级循环泵入口相连。

所述的管式反应器，反应进料物料流量与循环泵输送的一级缓冲罐底部流出物料流量质量比例为1:10～80。

所述的管式反应器，上一级管式反应器反应后溢流物料依靠位差进入下一级管式反应器，上一级管式反应器底部安装高度相对下一级管式反应器底部安装高度高出反应器高度的10～50％。