[發(fā)明專利]一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合式反應(yīng)器及應(yīng)用方法

在審

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• 申請日: 2016-05-21
• 公開（公告）號: CN107398244A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紫郡;熊知平;李俊燕
• 申請（專利權(quán)）人: 李紫郡
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合式反應(yīng)器及應(yīng)用方法，尤其是涉及應(yīng)用于氣液混合相為載體的反應(yīng)相物料進(jìn)行連續(xù)化合成反應(yīng)清潔生產(chǎn)的一種聯(lián)合式反應(yīng)器的應(yīng)用方法。一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合式反應(yīng)器的使用涉及氣液混合相為載體的反應(yīng)相物料的化學(xué)合成反應(yīng)及化工生產(chǎn)過程實現(xiàn)零排放清潔生產(chǎn)，屬低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

反應(yīng)器是化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)過程中的核心裝置，反應(yīng)器有多種形式。各種反應(yīng)器具備各自的特征體現(xiàn)出不同反應(yīng)物料和反應(yīng)工況下的優(yōu)缺點。對于應(yīng)用于氣液混合相為載體的反應(yīng)相物料進(jìn)行合成反應(yīng)，例如用于二氧化碳與氨水混合相為載體的氰基化合物混合相反應(yīng)物料進(jìn)行反應(yīng)合成，需要有較高要求的密閉條件和一定的反應(yīng)壓力，常規(guī)使用的反應(yīng)器是采用壓力反應(yīng)釜，其生產(chǎn)效率低下、不便于實現(xiàn)連續(xù)自動化控制生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、勞動強(qiáng)度高、能耗大且不便于清潔生產(chǎn)；也有采用管式反應(yīng)器、塔式流動床反應(yīng)器，雖可以實現(xiàn)連續(xù)化自動控制，但管式反應(yīng)只適合反應(yīng)速度相對比較快的反應(yīng)，塔式反應(yīng)器的反應(yīng)相存在混合不充分而造成反應(yīng)難以達(dá)到平衡的缺陷；南京工業(yè)大學(xué)等利用一種滴流床反應(yīng)器，但由于滴流床不能滿足反應(yīng)所需要的理想壓力、物料混合要求等條件致使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不理想，環(huán)保問題也無法解決，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合式反應(yīng)器及應(yīng)用方法，尤其是應(yīng)用于氣液混合相為載體的反應(yīng)相物料進(jìn)行連續(xù)化合成反應(yīng)的一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合式反應(yīng)器，采用這種聯(lián)合式反應(yīng)器使反應(yīng)物料在氣液混合相載體中完成連續(xù)化合成反應(yīng)過程，這種聯(lián)合式反應(yīng)器將氣液混合相形成一種彈性體系使整個反應(yīng)過程始終保持在一種穩(wěn)態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，不僅完美地實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)而且非常便于自動化控制，有效減少熱能損失、減少動力消耗，有效轉(zhuǎn)化率可達(dá)極限理論值而實現(xiàn)環(huán)保清潔生產(chǎn)。

通過下述技術(shù)方案闡述一種連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)的聯(lián)合反應(yīng)器的發(fā)明特征及采用本聯(lián)合式反應(yīng)器實現(xiàn)連續(xù)化合成清潔生產(chǎn)過程步驟：

第一步：氣相物料與液相物料分別采用壓力泵或/和計量泵等注入靜態(tài)混合器混合后形成反應(yīng)載體體系物，載體體系物通過熱交換器獲得一定溫度環(huán)境后再與單獨(dú)注入的反應(yīng)物料匯合通過靜態(tài)混合器混合形成均勻的穩(wěn)態(tài)彈性反應(yīng)體系物料。

氣相物料與液相無量的流量和壓力可以通過各泵與閥的控制來實現(xiàn)，可以選擇自動控制的泵與閥實現(xiàn)自動控制；根據(jù)具體的反應(yīng)體系物料的實際要求設(shè)定控制流量和比例及系統(tǒng)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力要求。反應(yīng)體系所需要的環(huán)境溫度由系統(tǒng)設(shè)定后通過換熱器來實現(xiàn)必要的調(diào)整。

第二步：穩(wěn)態(tài)彈性反應(yīng)體系物料利用第一步過程擁有的系統(tǒng)壓力，直接進(jìn)入聯(lián)合反應(yīng)器實現(xiàn)連續(xù)化合成獲得反應(yīng)產(chǎn)物溶液；聯(lián)合反應(yīng)器主要是由第一反應(yīng)部分（管式反應(yīng)器）和第二反應(yīng)部分（塔床式反應(yīng)器串聯(lián)）串聯(lián)組成的，管式反應(yīng)器作為聯(lián)合式反應(yīng)器的第一反應(yīng)部分（2），一個或幾個塔床式反應(yīng)器串聯(lián)作為聯(lián)合式反應(yīng)器的第二反應(yīng)部分（6），第一反應(yīng)部分與第二反應(yīng)部分串聯(lián)并在其中間串接一個靜態(tài)混合器（4）而組成聯(lián)合式反應(yīng)器，連續(xù)化合成聯(lián)合式反應(yīng)器還包括反應(yīng)物料進(jìn)口調(diào)節(jié)閥（1）、壓力調(diào)節(jié)閥（3、5）、物料出口調(diào)節(jié)閥（7）；反應(yīng)體系物料從聯(lián)合式反應(yīng)器的第一反應(yīng)部分的入口進(jìn)入，物料通過聯(lián)合式反應(yīng)器第一部分進(jìn)行初步反應(yīng)后再次通過靜態(tài)混合器混合，混合均勻的物料從聯(lián)合式反應(yīng)器的第二反應(yīng)部分得底部入口進(jìn)入，反應(yīng)物料經(jīng)過聯(lián)合式反應(yīng)器第二部分反應(yīng)后最后從頂部出口流出獲得反應(yīng)產(chǎn)物溶液。

第二步過程中的系統(tǒng)壓力是第一步過程提供的，不需要增加其它動力系統(tǒng)，因此本聯(lián)合反應(yīng)器不僅實現(xiàn)連續(xù)化合成，同時節(jié)約動力能耗50%以上。