[發(fā)明專利]用于強放熱反應的連續(xù)化反應裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810207680.9
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101757881A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉濤;于豐東
• 申請（專利權）人: 拜耳技術工程(上海)有限公司
• 主分類號: B01J14/00
• 分類號: B01J14/00;B01J19/00;B01F15/06;B01F3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種化工反應控制，特別是涉及一種用于強放熱反應的反應裝置和方法。

背景技術

在化工領域，尤其是在精細化工領域，有許多的強放熱反應，如快速液相反應和極快速液相反應。這類反應通常都有一種或者幾種反應活性很高的物質參加，在反應過程中短時間內釋放出大量的熱量。如果反應放出的熱量不能及時移除，反應溫度將大幅升高，導致所需反應不能繼續(xù)，副產物增加。許多強放熱反應通常需要在較低的溫度下進行，例如零下78℃等，反應過程中反應體系溫度的升高將可能導致所需反應不能進行。另外，熱量的聚集會使反應物料局部過熱，不但降低了反應選擇性與產率，而且安全隱患也隨之增加。

在間歇式反應條件下，強放熱反應通常是通過滴加反應物料的方式來進行的。這種方法雖然能夠控制反應進程，減少在短時間內放出的熱量，但是反應時間較長，反應溫度仍然難以準確控制，物料局部過熱現象也難以避免。CN2497861揭示了一種間歇式低溫反應裝置，它包括一個設置在反應罐內的制冷系統(tǒng)，通過流經該制冷系統(tǒng)夾套的液氮控制反應溫度。該反應裝置利用其制冷系統(tǒng)將反應器的溫度降低到了普通間歇反應器難以實現的低溫，但仍無法克服間歇反應器的缺點，例如反應周期長，無法連續(xù)生產，反應體系內局部溫度仍然難以有效控制等，尤其是在處理氯、溴、氯氮化合物、有機鋰或者酰基氯這類高反應活性的反應物參加的極快速強放熱液相反應時，其仍然無法及時移除大量的反應熱，對反應溫度的控制依然十分困難。另外，如果不增加新的反應器，間歇式反應工藝也很難擴大產能。

US6207835揭示了一種制備芳香基金屬化合物及其與親電性試劑反應的連續(xù)化工藝，該工藝過程采用微混合器混合經預冷處理過的物料，然后經由換熱器換熱的反應通道進行反應。雖然對于多數反應來說，該連續(xù)工藝的反應效果優(yōu)于間歇反應工藝，但該發(fā)明沒有揭示如何移除極快速放熱反應在短時間內產生的大量反應熱，從而也沒有解決由于不能及時移除反應熱而帶來的安全性及反應效率等相關問題。

現有的用于強放熱反應的間歇式工藝反應周期長，反應選擇性低，產率低，能耗大，并且存在安全隱患等缺點，而目前尚沒有有效的連續(xù)式工藝。因此，需要提供一種適用于連續(xù)化進行強放熱反應的反應裝置和方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種用于強放熱反應的反應裝置。

根據本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明所提供的用于強放熱反應的連續(xù)化反應裝置包括一個用于所述反應的強放熱階段的第一換熱裝置和一個用于所述反應的其他反應階段的第二換熱裝置。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于強放熱反應的反應方法。

根據本發(fā)明的另一個實施例，本發(fā)明所提供的用于強放熱反應的連續(xù)化反應方法包括步驟：用一個第一換熱裝置對所述反應的強放熱階段換熱和用一個第二換熱裝置對所述反應的其他反應階段換熱。

所述換熱裝置可以是微換熱器或常規(guī)換熱器。

本發(fā)明所提供的用于強放熱反應的連續(xù)化反應裝置還可以包括一個混合裝置，用于混合反應物料。所述混合裝置優(yōu)選微混合裝置，包括閥式、曲徑式或層疊式微混合器。所述微換熱器可以為在微混和裝置和進行反應的微反應通道進行的反應進行換熱。

本發(fā)明所提供的用于強放熱反應的連續(xù)化反應方法還包括步驟：混合反應物料。

本發(fā)明所述反應裝置還可以包括一個預冷裝置，用于對反應物料進行預冷。本發(fā)明所述反應方法還可以包括一個預冷步驟，用于對反應物料進行預冷。

相比現有技術，本發(fā)明所提供的連續(xù)化反應裝置和方法反應選擇性高，產率高，產品質量穩(wěn)定，能耗低，使用安全，易于擴大產能，尤其適用于具有一定危險性的低溫強放熱反應。

附圖說明

所列附圖用于進一步描述本發(fā)明公開的具體實施例和方法，該描述是示例性而非限制性的。

圖1根據本發(fā)明的一個實施例為用于強放熱反應的連續(xù)化反應工藝過程的流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明針對強放熱反應的強放熱階段特別設置了一個換熱裝置，為強放熱反應階段提供高效率的換熱，以解決強放熱階段的快速大量放熱問題，有效控制反應溫度，從而解決了反應選擇性和轉化率問題。