[實用新型]一種分段式丙烯水合制備異丙醇的強化反應系統

有效

• 申請號: 202020394416.7
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN212370135U
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 張志炳;周政;張鋒;李磊;孟為民;王寶榮;楊高東;羅華勛;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: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種分段式丙烯水合制備異丙醇的強化反應系統，包括：反應器、微界面發生器和提純單元等。本實用新型通過微界面發生器破碎丙烯使其形成微米尺度的微米級氣泡與反應物去離子水混合形成氣液乳化物，以增大氣液兩相的相界面積，并達到在較低預設操作條件范圍內強化傳質的效果；同時，微米級氣泡能夠與去離子水充分混合形成氣液乳化物，通過將氣液兩相充分混合，能夠保證系統中的去離子水與丙烯充分接觸，同時兩者與催化劑充分接觸，有效提高制備異丙醇的效率，通過在反應器內設置兩段反應區，使原料丙烯得以充分利用，進一步提高丙烯單程轉化率。

技術領域

本實用新型涉及異丙醇制備技術領域，尤其涉及一種分段式丙烯水合制備異丙醇的強化反應系統。

背景技術

我國異丙醇市場的需求量逐年增加，但異丙醇的供應增長卻明顯落后于市場需求，我國是異丙醇進口大國，長期以來需要從國外大量進口，我國異丙醇生產起步比較晚，從上世紀60年代開始發展對于異丙醇的工藝研究，蘭州石化煉油廠曾經建立過間接水合生產異丙醇的裝置，年產600萬噸，但由于工藝較為落后、成本高、沒有市場競爭力而被迫停產；

目前，異丙醇工業化生產方法主要分為丙烯間接水合法和丙烯直接水合法，丙烯間接水合法對丙烯氣體純度要求較低，并且丙烯轉化率較高，但該方法工藝過程復雜，反應過程需要大量的水蒸氣，硫酸對設備有腐蝕作用，環境污染較為嚴重，因此已被直接水合法逐漸取代。

丙烯氣相直接水合法最早由德國維巴公司所開發，現有氣相直接水合法生產異丙醇工藝過程為液態丙烯、去離子水和循環丙烯氣體一起通入反應器，反應溫度180～260℃，反應壓力2～2.5Mpa，丙烯氣體在催化劑作用下與去離子水反應生成異丙醇。

該工藝對環境污染小，相對于間接水合法工藝流程更為簡單而被廣泛應用，但該方法在使用過程中存在明顯缺點與不足：

在丙烯氣體和去離子水接觸過程中，氣液兩項混合，產生較大較多氣泡，由于氣泡較多較大，致使氣液兩項無法充分混合，并且影響與催化劑的接觸，降低異丙醇的制備效率，丙烯單程轉化率只有6％～7％。

實用新型內容

為此，本實用新型提供一種分段式丙烯水合制備異丙醇的強化反應系統，用以提高現有技術中制備異丙醇的效率。

本實用新型提供一種分段式丙烯水合制備異丙醇的強化反應系統，包括：

反應器，用以為去離子水和丙烯提供反應場所制備異丙醇，所述反應器內設置有第一段反應區和第二段反應區；所述第一段反應區，其設置在所述反應器的下方，用以裝載去離子水、丙烯和催化劑并為丙烯水合反應提供反應空間；所述第二段反應區，其設置在所述反應器的上方，用以將未反應的丙烯進行回流處理并使未反應的丙烯與去離子水再次進行反應；

微界面發生器，其將氣體的壓力能和/或液體的動能轉變為氣泡表面能并傳遞給氣體反應物，將氣體反應物丙烯破碎形成直徑≥1μm、且＜1mm的微米級氣泡，以提高氣體反應物與液體反應物之間的傳質面積、減小液膜厚度、降低傳質阻力；

循環單元，其與所述反應器和所述微界面發生器相連通，用以調節所述反應器內反應物溫度和為所述微界面發生器提供卷吸動力，所述循環單元和所述反應器之間設置有攔截網，用以對催化劑進行攔截；

冷凝器，其與所述反應器相連通，用以對產物進行分離處理，所述冷凝器和所述反應器之間設置有攔截網，用以對催化劑進行攔截；

提純單元，其與所述冷凝器相連通，用以對產物進行提純。

進一步的，所述微界面發生器包括：

第一微界面發生器，其為氣動式微界面發生器，所述第一微界面發生器位于所述反應器內的第一段反應區，所述第一微界面發生器用以將丙烯破碎形成微米尺度的微米級氣泡并在破碎完成后將微米級氣泡輸出至所述反應器內的第一段反應區與所述反應器內的第一段反應區內的去離子水混合形成氣液乳化物；