[發明專利]一種環戊烷無催化劑氧化的強化系統及工藝

在審

• 申請號: 201910600359.5
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN112174789A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張志炳;高亞男;周政;孟為民;王寶榮;楊高東;羅華勛;張鋒;李磊;楊國強;田洪舟;曹宇
• 申請（專利權）人: 南京延長反應技術研究院有限公司
• 主分類號: C07C45/33
• 分類號: C07C45/33;C07C49/395;C07C29/50;C07C35/06
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• 代理人: 暫無信息

1.一種環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，包括：微界面發生器、反應容器、進料單元以及產物處理單元；其中，

所述微界面發生器與所述進料單元相連，用以將氧氣的壓力能和/或環戊烷的動能轉化為氧氣氣泡的表面能，使氧氣氣泡破碎為直徑為1μm≤d＜1mm的微米級氣泡以提高煤漿與氫氣間的傳質面積，減小液膜厚度，降低傳質阻力，并使微米級氣泡與環戊烷混合形成氣液乳化物，以在預設操作條件范圍內強化環戊烷與氧氣間的傳質效率和反應效率；

所述反應容器與所述微界面發生器相連，用于作為環戊烷無催化劑氧化的反應場所；

所述進料單元用于將環戊烷和氧氣輸送至所述微界面發生器內；

所述產物處理單元與所述反應容器相連，用以對所述環戊烷無催化劑氧化反應所得混合物進行處理。

2.權利要求1所述的環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，所述微界面發生器選自氣動式微界面發生器、液動式微界面發生器以及氣液聯動式微界面發生器中的一種或幾種。

3.權利要求1所述的環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，所述進料單元包括：液相進料單元和氣相進料單元；其中，

所述液相進料單元與所述微界面發生器相連，用以將環戊烷輸送至微界面發生器內；

所述氣相進料單元與所述微界面發生器相連，用以將氧氣輸送至微界面發生器內。

4.權利要求3所述的環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，所述液相進料單元包括：環戊烷儲存罐和第一泵；其中，

所述環戊烷儲存罐用以儲存環戊烷；

所述第一泵分別與所述環戊烷儲存罐和所述微界面發生器相連，用以將所述環戊烷從所述環戊烷儲存罐輸送至所述微界面發生器內。

5.權利要求1所述的環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，所述產物處理單元包括：第二泵、過濾罐以及精餾塔；其中，

所述第二泵與所述反應容器相連，用于將所述環戊烷無催化劑氧化反應所得混合物由所述反應容器輸送至所述過濾罐內；

所述過濾罐與所述第二泵相連，用于將所述環戊烷無催化劑氧化反應所得混合物所包含的固體產物與液體產物進行分離；

所述精餾塔與所述過濾罐相連，用以減壓精餾分離環戊酮與環戊醇。

6.權利要求5所述的環戊烷無催化劑氧化的強化系統，其特征在于，所述精餾塔設有兩個分別用于將環戊酮與環戊醇排出塔外的出料口。

7.環戊烷無催化劑氧化的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

反應物的制備：將一定量的環戊烷經第一泵從環戊烷儲存罐抽取至微界面發生器內，同時，將一定量的且壓強為預設壓強的氧氣從氧氣儲存罐傳送至所述微界面發生器內；所述微界面發生器將氧氣的壓力能和/或環戊烷的動能轉化為氧氣氣泡的表面能，使氧氣氣泡破碎為微米級氣泡，并使微米級氣泡與環戊烷混合形成氣液乳化物，從而增大氧氣與環戊烷的相界面積；

環戊酮與環戊醇的制取：將所述氣液乳化物輸送至反應容器內，所述反應容器內的溫度緩慢升至預設初始溫度，所述氣液乳化物充分反應，反應完成后將所述反應容器內的溫度冷卻至室溫，環戊烷無催化劑氧化反應所得混合物通入過濾罐內，使所述過濾罐對其進行固液分離，分離出來的固體由所述過濾罐的底部排出，分離出的液體通入精餾塔內進行減壓精餾，取130℃-131℃餾分，即為環戊酮，取140℃-141℃餾分，即為環戊醇。

8.權利要求7所述的環戊烷無催化劑氧化的工藝，其特征在于，所述氧氣的預設壓強的范圍為0.6MPa-1.2MPa。

9.權利要求7所述的環戊烷無催化劑氧化的工藝，其特征在于，所述預設初始溫度為110℃-140℃。