[发明专利]一种2-甲基四氢呋喃的微界面制备系统及方法

说明书

本发明提供了一种2‑甲基四氢呋喃的微界面制备系统，包括：反应器；所述反应器中部设置有隔板，所述隔板下方为第一反应区，上方为第二反应区；所述第一反应区底部设置有用于为所述第一反应区输送糠醛的糠醛管路，所述第一反应区侧壁设置有用于输送氢气的氢气管路；所述第一反应区内设置有第一微界面机组，所述第一微界面机组与所述氢气管路相连以将所述氢气分散破碎成微米级别的微气泡；所述第一微界面机组上方设置有多层筛板，多层所述筛板设置在所述第一反应区内液位下方。本发明的制备系统能耗低、成本低、安全性高、所需反应温度和压力低、副反应少、糠醛转化率高，值得广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及四氢呋喃的制备领域，具体而言，涉及一种2-甲基四氢呋喃的微界面制备系统及方法。

背景技术

2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)是一种重要的有机中间体和优良的溶剂，由于它沸点适中，在水中的溶解度较小，与水分离容易，故可以应用到很多有机金属反应中，目前正作为一种新型溶剂被广泛应用于工业生产中。因2-MeTHF可与汽油以任意比例互溶，具有优异的氧化和蒸汽压等性质，故还可作为汽车燃料添加剂代替部分汽油。研究表明，2-MeTHF在汽油中的比例超过60％时对发动机的性能不会造成任何影响，汽车的耗油量亦不会增多。此外，2-甲基四氢呋喃还是制药工业的原料，可用于抗痔药磷酸伯氨奎等的合成。

糠醛是生产2-MeTHF的起始原料，由玉米穗、甘蔗渣等农副产品经水解和脱水生成，属于可再生原料。与从石油中提取2-MeTHF相比，以糠醛为起始原料合成2-MeTHF的成本更低，更清洁且有利于可持续性发展。

目前利用糠醛作为起始原料生产2-MeTHF，要经过两步催化加氢反应，即首先由糠醛经连续气相反应生成2-甲基呋喃(2-MeF)，然后由2-MeF经过高压催化加氢生产得到2-MeTHF。在由2-MeF催化加氢生产2-MeTHF的反应中，需要在150℃和20～15MPa的压力下，将2-MeF还原为2-MeTHF。在目前工业生产上，上述的路线工艺要经过中间产物2-MeF的分离与精制，尤其是第二步，需要较高的压力，反应条件苛刻，设备投资高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种2-甲基四氢呋喃的微界面制备系统，该系统通过在两个反应区内设置第一微界面机组和第二微界面机组，增大了糠醛与氢气、2-甲基呋喃与氢气间的相界传质面积，提高了原料转化率，降低了反应所需温度和压力，降低了能耗；通过在第一微界面机组上方设置筛板和填料，有利于将2-甲基呋喃与水进行分离，从而提高产物纯度；通过在第二微界面机组上方设置液体分散器，利用液体分散器将第二反应区内的物料从顶部向下喷洒，能够使未反应的2-甲基呋喃与未反应的氢气继续反应，提高原料转化率。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述系统的制备方法，该方法操作简便，通过应用上述系统，降低了反应能耗，提高了糠醛转化率和产物收率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种2-甲基四氢呋喃的微界面制备系统，包括：反应器；所述反应器中部设置有隔板，所述隔板下方为第一反应区，上方为第二反应区；所述第一反应区底部设置有用于为所述第一反应区输送糠醛的糠醛管路，所述第一反应区侧壁设置有用于输送氢气的氢气管路；

所述第一反应区内设置有第一微界面机组，所述第一微界面机组与所述氢气管路相连以将所述氢气分散破碎成微米级别的微气泡；所述第一微界面机组上方设置有多层筛板，多层所述筛板设置在所述第一反应区内液位下方；

所述第一反应区内液位上方设置有填料，所述第一反应区侧壁设置有第一物料出口，所述第一物料出口沿竖直方向位于所述填料上方；所述第一物料出口与所述第二反应区相连；