[发明专利]一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统及工艺

说明书

本发明涉及一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统及工艺，包括：反应器、微界面发生器和智能控制模块等。通过智能控制模块控制整个系统的工作，其中通过PLC控制器控制反应器和微界面发生器配合工作，使原料供给量和反应物生成量均得到记录，根据记录可找出相应最优的技术参数，以重复利用，智能控制模块的加入使得整个系统操作稳定性、连续性佳，有效提高生产效率且生产效率稳定，通过微界面发生器破碎氢气和一氧化碳使其形成微米尺度的微米级气泡，以增大气液两相的接触面积，并达到强化传质的效果，有效提高制备异构醛的转化率和效率。

技术领域

本发明涉及异构醛制备技术领域，尤其涉及一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统及工艺。

背景技术

常温下，除甲醛为气体外，分子中含有12个碳原子以下的脂肪醛为液体，高级的醛为固体，而芳香醛为液体或固体。低级的脂肪醛具有强烈的刺激性气味，分子中含有9个碳原子和分子中含有10个碳原子的醛具有花果香味，常用于香料工业。

由于羰基的极性，醛的沸点比相对分子质量相近的烃类及醚类高；由于羰基分子间不能形成氢键，因此沸点较相应的醇低。醛类为重要的化工原料。

异构醛的合成方法中包括由烯烃羰基化法，羰基化反应是在烯烃分子中引进羰基的反应，烯烃在一氧化碳和氢气存在的情况下，通过高温、高压及催化剂作用，烯烃中双键一端引入氢原子，另一端引入甲酰基，从而生成异构醛。

在上述现有生产异构醛的方法中，尤其是液态烯烃，即碳原子数为5至18的之间的液态烯烃在制备醛的过程中存在下述问题：

现有工业生产异构醛的系统操作的稳定性、连续性差，导致生产效率较低，对于原材料消耗量及产物生成量统计存在较大误差。

发明内容

为此，本发明提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统及工艺，用以提高现有技术中制备异构醛的转化率和效率。

一方面，本发明提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，包括：

反应器，用以为液态烯烃、氢气和一氧化碳提供反应场所制备异构醛，所述反应器内设置有催化剂，所述反应器由全混流反应区和回流反应区组成；所述全混流反应区，其设置在所述反应器的下方，用以装载液态烯烃、氢气、一氧化碳和催化剂并为烯烃羰基化反应提供反应空间；所述回流反应区，其设置在所述反应器的上方，用以将未反应的氢气和一氧化碳进行回流处理并使未反应的氢气和一氧化碳与烯烃再次进行反应；

微界面发生器，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率；

智能控制模块，其包括PLC控制器，传感器和云处理器，所述传感器将采集的电信号传输给云处理器，所述云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制参数后对PLC控制器发出相对应的命令；

氢气纯化单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对进入反应器内的氢气进行纯化处理；

气体回收单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对未反应的氢气和一氧化碳进行回收。

进一步的，所述微界面发生器包括：

第一微界面发生器，其为气动式微界面发生器，所述第一微界面发生器位于所述反应器内的全混流反应区，所述第一微界面发生器用以将氢气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内的全混流反应区与所述反应器内的全混流反应区内的液态烯烃混合形成气液混合物；