[發(fā)明專利]一種環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)及工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910600359.5
• 申請(qǐng)日: 2019-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN112174789A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(guó)強(qiáng);田洪舟;曹宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京延長(zhǎng)反應(yīng)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C07C45/33
• 分類號(hào): C07C45/33;C07C49/395;C07C29/50;C07C35/06
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)及工藝，包括：微界面發(fā)生器、反應(yīng)容器、進(jìn)料單元以及產(chǎn)物處理單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)的有益效果在于，通過在所述環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)中加入微界面發(fā)生器，氧氣被破碎成直徑為1μm≤d1mm的氣體，形成微米級(jí)氣泡體系，由于微米級(jí)氣泡具有附加壓力，所以難以聚并，使得在氣液混合過程中，獲得氣液乳化物，從而在反應(yīng)容器內(nèi)使形成較高的相界面積，提高了傳質(zhì)效率，使得氧氣與環(huán)戊烷充分反應(yīng)，從而提高了產(chǎn)物的收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)戊烷無催化劑氧化的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

環(huán)戊烷催化氧化制備環(huán)戊醇和環(huán)戊酮是化學(xué)工業(yè)中一個(gè)重要的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，環(huán)戊醇和環(huán)戊酮進(jìn)一步氧化可以得到生產(chǎn)樹脂和橡膠的重要中間體戊二酸，市場(chǎng)需求大。為了實(shí)現(xiàn)該氧化轉(zhuǎn)化過程，常用氧化劑有亞碘酰苯、二乙酰基碘苯、t-丁基過氧化氫、m-氯過氧苯甲酸、高碘酸鈉、過氧化氫、氧氣等。其中O2由于其價(jià)廉易得、原子經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)成為環(huán)戊烷催化氧化的最佳選擇，但是目前以O(shè)2為氧化劑的環(huán)戊烷氧化體系往往使用催化劑促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，如金屬配合物催化、金屬納米粒子催化、金屬氧化物粒子催化、分子篩催化、碳材料催化、光促進(jìn)催化、雜多酸催化、金屬-有機(jī)骨架材料催化等。催化體系的使用，無疑會(huì)增加環(huán)戊烷氧化的成本，并且會(huì)造成附加的環(huán)境污染問題，不利于環(huán)戊烷氧化產(chǎn)物下游產(chǎn)品的大規(guī)模開發(fā)。但是無催化劑的氧化，往往環(huán)戊醇和環(huán)戊酮的收率很低，無法滿足需求，并且會(huì)造成環(huán)戊烷的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提出了一種環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)及工藝，旨在解決現(xiàn)有環(huán)戊烷無催化劑氧化反應(yīng)的產(chǎn)物收率低的問題。

一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)，包括：微界面發(fā)生器、反應(yīng)容器、進(jìn)料單元以及產(chǎn)物處理單元；其中，

所述微界面發(fā)生器與所述進(jìn)料單元相連，用以將氧氣的壓力能和/或環(huán)戊烷的動(dòng)能轉(zhuǎn)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(jí)氣泡以提高煤漿與氫氣間的傳質(zhì)面積，減小液膜厚度，降低傳質(zhì)阻力，并使微米級(jí)氣泡與環(huán)戊烷混合形成氣液乳化物，以在預(yù)設(shè)操作條件范圍內(nèi)強(qiáng)化環(huán)戊烷與氧氣間的傳質(zhì)效率和反應(yīng)效率；

所述反應(yīng)容器與所述微界面發(fā)生器相連，用于作為環(huán)戊烷無催化劑氧化的反應(yīng)場(chǎng)所；

所述進(jìn)料單元用于將環(huán)戊烷和氧氣輸送至所述微界面發(fā)生器內(nèi)；

所述產(chǎn)物處理單元與所述反應(yīng)容器相連，用以對(duì)所述環(huán)戊烷無催化劑氧化反應(yīng)所得混合物進(jìn)行處理。

進(jìn)一步地，上述環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述微界面發(fā)生器選自氣動(dòng)式微界面發(fā)生器、液動(dòng)式微界面發(fā)生器以及氣液聯(lián)動(dòng)式微界面發(fā)生器中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，上述環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述進(jìn)料單元包括：液相進(jìn)料單元和氣相進(jìn)料單元；

所述液相進(jìn)料單元與所述微界面發(fā)生器相連，用以將環(huán)戊烷輸送至微界面發(fā)生器內(nèi)；

所述氣相進(jìn)料單元與所述微界面發(fā)生器相連，用以將氧氣輸送至微界面發(fā)生器內(nèi)。

進(jìn)一步地，上述環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述液相進(jìn)料單元包括：環(huán)戊烷儲(chǔ)存罐和第一泵；其中，

所述環(huán)戊烷儲(chǔ)存罐用以儲(chǔ)存環(huán)戊烷；

所述第一泵分別與所述環(huán)戊烷儲(chǔ)存罐和所述微界面發(fā)生器相連，用以將所述環(huán)戊烷從所述環(huán)戊烷儲(chǔ)存罐輸送至所述微界面發(fā)生器內(nèi)。

進(jìn)一步地，上述環(huán)戊烷無催化劑氧化的強(qiáng)化系統(tǒng)中，所述產(chǎn)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(yīng)容器相連，用于將所述環(huán)戊烷無催化劑氧化反應(yīng)所得混合物由所述反應(yīng)容器輸送至所述過濾罐內(nèi)；