[实用新型]一种合成戊醛的微通道反应装置

说明书

本实用新型公开了一种合成戊醛的微通道反应装置，其包括微通道混合器，微通道混合器的一个进料口与催化剂溶液进料泵、丁烯进料泵，连接，微通道混合器的另一个进料口与氢气管路、一氧化碳管路连通，微通道混合器的出料口通过微通道反应器连接冷凝器，冷凝器内设有循环水管路，冷凝器的出料口连接分离罐，分离罐的气相管道放空，液相管道通过反应液输送泵连接收液罐，收液罐底部设有出料口。本实用新型使用微通道反应器，消除返混，反应时间从传统的数小时缩短到几十秒至几分钟，提高反应效率；原料在微通道中混合极佳，温度控制精确，消除局部过热，抑制副反应发生，提高反应选择性。

技术领域

本实用新型涉及一种合成戊醛的微通道反应装置，属于有机化工技术领域。

背景技术

戊醛作为一种重要的中间体，有着广泛的使用途径，能合成多种重要的有机化合物，如戊醇、戊酸、双氢茉莉酮酸甲酯和2-PH(2-丙基庚醇)等，可以应用于医药、农药、溶剂、涂料以及添加剂等多个领域和行业。目前，戊醛的主要生产工艺有重铬酸盐氧化法、仿生合成法和丁烯氢甲酰化法。

重铬酸盐氧化法：以正戊醇为原料，利用重铬酸盐的强氧化性来实现醇氧化成醛。该方法使用戊醇为原料成本高，使用重金属盐和硫酸体系，有毒、有害、有腐蚀性，不符合工业生产的需求。

仿生合成法：该方法以邻苯二胺、甲酸和正丁基溴为原料，在苯并咪唑甲基碘盐与正丁基溴化镁的加成-水解反应下，通过生物酶的催化仿生合成正戊醛。该方法存在的主要缺点有：生物酶不稳定，工艺流程比较复杂，短期内难以实现工业化。

丁烯氢甲酰化法：该方法以丁烯和合成气为原料，利用第VIII族金属催化剂发生羰基化反应。该工艺得到了学者的广泛研究，并在国外实现了工业化生产。氢甲酰化反应的催化剂主要是第VIII族金属的羰基络合物。其中铑系催化剂的催化性能最好，钴的催化性能仅为铑的千分之一，但是耐高温并对毒物抵抗性较好，因此只有钴和铑的羰基络合物目前应用于工业生产，其他还处于实验室研究阶段。由于第VIII族元素可以催化很多其他的反应，导致氢甲酰化反应中的副反应较多，主要的副反应为加氢反应(烯烃加氢和醛加氢)、酯化反应(甲酸酯的生成)和酮的生成。此外，戊醛还可能通过缩合、三聚、醇醛缩合及格伯特反应等生成重组分，因此反应时间和温度的控制极为重要。

微化工技术是20世纪90年代兴起的多学科交叉的前沿领域，核心是微通道反应器。以微结构单元为核心，在微米或亚微米受限空间内进行化学反应。通过强化混合与传递，提高过程可控性和效率，在温度控制、时间控制和安全控制方面有极大优势。该技术以“数量放大”为基本准则，将实验室结果直接运用于工业过程，实现大规模生产。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：戊醛合成工艺中存在的能耗高、传热效果差、收率低等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种合成戊醛的微通道反应装置，其包括微通道混合器，微通道混合器的一个进料口与催化剂溶液进料泵、丁烯进料泵，连接，微通道混合器的另一个进料口与氢气管路、一氧化碳管路连通，微通道混合器的出料口通过微通道反应器连接冷凝器，冷凝器内设有循环水管路，冷凝器的出料口连接分离罐，分离罐的气相管道放空，液相管道通过反应液输送泵连接收液罐，收液罐底部设有出料口。

优选地，所述氢气管路上设有氢气流量计。

优选地，所述一氧化碳管路上设有一氧化碳流量计。

本实用新型提供了一种通过微通道反应装置，使丁烯、合成气和催化剂溶液充分混合，通过微通道混合器、微通道反应器制备戊醛的方法。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、使用微通道反应器，消除返混；

2、采用微通道连续流反应装置，反应时间从传统的数小时缩短到几十秒至几分钟，提高反应效率；

3、原料在微通道中混合极佳，温度控制精确，消除局部过热，抑制副反应发生，提高反应选择性。