[发明专利]一种羟基乙腈氨化反应装置及工艺

权利要求书

1.一种羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于，包括：

预混合单元，用于接收并混合反应原料；所述预混合单元包括微尺度预混合器；

多级反应单元，设于预混合单元的下游，接收混合后的反应原料；所述多级反应单元包括依次串联设置的多级反应器，并且控制多级反应器中的反应温度逐级提升；且控制一级反应器中的反应温度大于预混合单元中的混合温度。

2.根据权利要求1所述的羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于：

所述微尺度预混合器包括流体分布器、流体均混器；所述流体分布器穿设在所述流体均混器沿流体流动方向的前端、且与流体均混器连通。

3.根据权利要求2所述的羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于：

所述流体分布器顺应流体流动方向的侧壁上开设有多个分布孔，所述分布孔与流体均混器连通；所述流体均混器包括多个旋流混合单元，任一所述旋流混合单元采用正旋单元或异旋单元。

4.根据权利要求3所述的羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于：

所述流体均混器中的正旋单元和异旋单元交叉排列；

和/或，

任一所述旋流混合单元的长度h为流体均混器直径D的0.5～2倍，扭角为160°～180°。

5.根据权利要求3所述的羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于：

所述分布孔分布于所述流体分布器朝向流体流动方向的侧面上，且位于中心夹角不超过α所对应的弧长内，所述界面夹角α为90°～160°；

和/或，所述分布孔的孔径为1～10mm，分布孔之间呈正三角排列，且分布孔之间的间距是分布孔孔径的1.5～2倍；

和/或，所述分布孔距相邻的旋流混合单元之间的距离B为流体均混器直径的0.5～2倍。

6.根据权利要求1所述的羟基乙腈氨化反应装置，其特征在于：

所述的多级反应单元设为多级串联的列管式反应器，所述列管式反应器中反应管的直径为5～50mm；

和/或，

所述的反应器设为串联的2～5级；

和/或，

预混合单元及任一级反应单元上均设置有温度检测器、换热介质自控阀，该装置还设置有自动控制系统，所述自动控制系统与温度检测器、换热介质自控阀电连接，用于控制预混合单元及各反应单元内的反应温度。

7.一种羟基乙腈氨化反应工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、羟基乙腈与氨水进入预混合单元中的微尺度预混合器进行均匀混合；

S2、混合均匀的羟基乙腈与氨水混合物逐级进入多级反应器，其中，控制一级反应器中的反应温度大于预混合单元中的混合温度，并控制多级反应器中的反应温度逐级增加。

8.根据权利要求7所述的羟基乙腈氨化反应工艺，其特征在于：

步骤S1中，过量的氨水加入微尺度预混合器中的流体均混器，羟基乙腈进入微尺度预混合器中的流体分布器，经分布孔沿流体均混器中的流体流动方向高速分布进氨水中，对氨水形成均匀剪切和快速混合，再经过旋流混合单元中的正旋和异旋的剪切混合，达到羟基乙腈和氨水的均匀混合。

9.根据权利要求7所述的羟基乙腈氨化反应工艺，其特征在于：

步骤S1中，预混合单元中的混合温度控制在5～15℃范围内，压力控制在0.1～1.5MPa范围内，停留时间1s～2s。

10.根据权利要求7所述的羟基乙腈氨化反应工艺，其特征在于：

步骤S2中，混合均匀的羟基乙腈与氨水混合物进入一级反应器，其中，控制一级反应器中的温度为20～50℃，停留时间3s～10s；控制第二级列管式反应器中的温度为40～60℃，停留时间2～4mins；控制第三级列管式反应器中的温度为50～70℃，停留时间2～4mins。