[实用新型]一种由烯烃羰基化制备异构醛的强化反应系统

说明书

本实用新型涉及一种由烯烃羰基化制备异构醛的强化反应系统，包括：反应器、微界面发生器和氢气纯化单元等。本实用新型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，使微米级气泡与液态烯烃混合形成气液混合物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，微米级气泡能够与液态烯烃充分混合形成气液混合物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的液态烯烃与氢气和一氧化碳充分接触，有效提高了系统的反应效率同时提高烯烃转化率。

技术领域

本实用新型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强化反应系统。

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：

第一，在一氧化碳和氢气与液态烯烃接触过程中，气液两项混合，产生较大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，降低异构醛转化率同时整个气液系统的反应速率降低。

第二，反应条件中温度和压力均较高，造成能源浪费。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的强化反应系统，用以提高现有技术中制备异构醛的转化率和效率。

本实用新型提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的强化反应系统，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；

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；

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；

第二微界面发生器，其为气动式微界面发生器，所述第二微界面发生器位于所述反应器内的全混流反应区，所述第二微界面发生器用以将一氧化碳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；