[实用新型]一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统

说明书

本实用新型涉及一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统，包括：反应器、微界面发生器和提纯单元等。本实用新型通过微界面发生器破碎丙烯使其形成微米尺度的微米级气泡与反应物去离子水混合形成气液乳化物，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，微米级气泡能够与去离子水充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的去离子水与丙烯充分接触，同时两者与催化剂充分接触，有效提高制备异丙醇的效率，通过在反应器内设置两段反应区，使原料丙烯得以充分利用，进一步提高丙烯单程转化率。

技术领域

本实用新型涉及异丙醇制备技术领域，尤其涉及一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统。

背景技术

我国异丙醇市场的需求量逐年增加，但异丙醇的供应增长却明显落后于市场需求，我国是异丙醇进口大国，长期以来需要从国外大量进口，我国异丙醇生产起步比较晚，从上世纪60年代开始发展对于异丙醇的工艺研究，兰州石化炼油厂曾经建立过间接水合生产异丙醇的装置，年产600万吨，但由于工艺较为落后、成本高、没有市场竞争力而被迫停产；

目前，异丙醇工业化生产方法主要分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法，丙烯间接水合法对丙烯气体纯度要求较低，并且丙烯转化率较高，但该方法工艺过程复杂，反应过程需要大量的水蒸气，硫酸对设备有腐蚀作用，环境污染较为严重，因此已被直接水合法逐渐取代。

丙烯气相直接水合法最早由德国维巴公司所开发，现有气相直接水合法生产异丙醇工艺过程为液态丙烯、去离子水和循环丙烯气体一起通入反应器，反应温度180～260℃，反应压力2～2.5Mpa，丙烯气体在催化剂作用下与去离子水反应生成异丙醇。

该工艺对环境污染小，相对于间接水合法工艺流程更为简单而被广泛应用，但该方法在使用过程中存在明显缺点与不足：

在丙烯气体和去离子水接触过程中，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，并且影响与催化剂的接触，降低异丙醇的制备效率，丙烯单程转化率只有6％～7％。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统，用以提高现有技术中制备异丙醇的效率。

本实用新型提供一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统，包括：

反应器，用以为去离子水和丙烯提供反应场所制备异丙醇，所述反应器内设置有第一段反应区和第二段反应区；所述第一段反应区，其设置在所述反应器的下方，用以装载去离子水、丙烯和催化剂并为丙烯水合反应提供反应空间；所述第二段反应区，其设置在所述反应器的上方，用以将未反应的丙烯进行回流处理并使未反应的丙烯与去离子水再次进行反应；

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，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥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；

循环单元，其与所述反应器和所述微界面发生器相连通，用以调节所述反应器内反应物温度和为所述微界面发生器提供卷吸动力，所述循环单元和所述反应器之间设置有拦截网，用以对催化剂进行拦截；

冷凝器，其与所述反应器相连通，用以对产物进行分离处理，所述冷凝器和所述反应器之间设置有拦截网，用以对催化剂进行拦截；

提纯单元，其与所述冷凝器相连通，用以对产物进行提纯。

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第一段反应区，所述第一微界面发生器用以将丙烯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第一段反应区与所述反应器内的第一段反应区内的去离子水混合形成气液乳化物；