CN111569791A - 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 - Google Patents
一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111569791A CN111569791A CN202010217952.4A CN202010217952A CN111569791A CN 111569791 A CN111569791 A CN 111569791A CN 202010217952 A CN202010217952 A CN 202010217952A CN 111569791 A CN111569791 A CN 111569791A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- propylene
- gas
- reactor
- liquid
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 title claims abstract description 109
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 230000036571 hydration Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 27
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
- B01J10/002—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor carried out in foam, aerosol or bubbles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/009—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺，包括：反应器、微界面发生器和预热装置等。本发明通过破碎丙烯气体使其形成微米尺度的微米级气泡，微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质，由球体体积及表面积的计算公式可知，在总体积不变的情况下，气泡的总表面积与单个气泡直径成反比，由此可知微米级气泡的总表面积巨大，使微米级气泡与离子液体催化剂混合形成气液乳化物，以增大气液两相的接触面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果，同时也在一定程度上进一步提高制备丙烯的转化率。
Description
技术领域
本发明涉及异丙醇制备技术领域，尤其涉及一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺。
背景技术
以丙烯为原料可以通过水合反应制备生产异丙醇，丙烯常温下为无色、稍带有甜味的气体、易燃，爆炸极限为2％～11％，不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，毒性低。
2000年以来我国异丙醇的年产能约为16万吨，产量可达12万吨，然而我国异丙醇的年需求量可达23万吨，证明异丙醇市场缺口大概有10～15万吨每年，因此，每年我国需要进口大量异丙醇，近年来，整个亚太地区异丙醇生产量增加显著，异丙醇市场竞争激烈，对于异丙醇生产工艺的研究与改进意义重大。
目前，异丙醇工业化生产方法主要分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法，丙烯间接水合法对丙烯气体纯度要求较低，并且丙烯转化率较高，但该方法工艺过程复杂，反应过程需要大量的水蒸气，硫酸对设备有腐蚀作用，环境污染较为严重，因此已被直接水合法逐渐取代。
丙烯气相直接水合法又分为气相直接水合法制备异丙醇和液相直接水合法制备异丙醇，液相直接水合法是一种选用活性、稳定性、选择性能都良好的钨系杂多酸催化剂催化丙烯直接水合反应的方法。反应原料丙烯经过加热装置预热通入反应器，催化剂溶解于工艺反应水中进入反应器，此方法的反应温度为240～280℃，压力为20Mpa，原料丙烯与水、催化剂进行接触反应，生成异丙醇存在于溶液中，催化剂钨系多阴离子的水溶液具有较高的活性与寿命，可以获得较高的丙烯单程转化率。但该方法在使用过程中存在明显缺点与不足：
在丙烯气体和离子液体催化剂接触过程中，气液两项混合，产生较大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，导致反应需要在较高预设条件下才能进行，即需要较高的反应温度和反应压力。
发明内容
为此，本发明提供一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺，用以降低现有技术中采用液相直接水合法制备异丙醇的预设条件。
一方面，本发明提供一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，包括：
反应器，用以为去离子水、催化剂和丙烯提供反应场所制备异丙醇；
微界面发生器，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡，以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积、减小液膜厚度、降低传质阻力；
预热装置，其与所述微界面发生器相连通，用以对进入所述微界面发生器的丙烯进行预热；
气液分离器，其与所述反应器相连通，用以对产物进行一次分离处理；
共沸塔，其与所述气液分离器相连通，用以对产物进行二次分离处理。
进一步的，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述反应器内部，所述微界面发生器用以将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物。
进一步的，所述预热装置内设置有循环预热管，通过向所述循环预热管内通入热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，所述预热装置的一侧设置有第一泵体和换热器，通过所述第一泵体使热流体在所述循环预热管内循环，通过所述换热器保持热流体温度。
进一步的，所述微界面发生器上连通设置有丙烯传输管，所述丙烯传输管与所述预热装置之间设置有第二泵体，通过所述第二泵体将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器。
进一步的，所述反应器上连通设置有去离子水进入管和催化剂进入管，所述去离子水进入管和所述催化剂进入管用以供去离子水和催化剂进入所述反应器内。
进一步的，所述反应器和所述气液分离器之间通过物料传输管相连通，所述物料传输管上安装有第三泵体，通过所述第三泵体将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内。
进一步的，所述气液分离器和所述预热装置之间设置有第四泵体，通过所述第四泵体将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，所述气液分离器和所述共沸塔之间设置有第五泵体，通过所述第五泵体将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔。
进一步的，所述共沸塔与所述反应器之间设置有第六泵体，通过所述第六泵体将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
另一方面，本发明提供一种离子液体催化丙烯水合的强化反应工艺，包括：
步骤1：通过所述去离子水进入管和所述催化剂进入管向反应器内加入去离子水和催化剂，并将两者混合均匀成离子液体催化剂；
步骤2：通过所述第一泵体工作将热流体通入所述循环预热管内循环，通过所述换热器工作保持热流体温度，向预热装置内通入丙烯，热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，通过所述第二泵体工作将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器；
步骤3：所述微界面发生器工作将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物，丙烯发生水合反应；
步骤4：通过所述第三泵体工作将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内，产物在所述气液分离器内经冷凝分离为未反应的气相丙烯和液相产物，通过所述第四泵体工作将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，再次作为原料参与反应，通过所述第五泵体工作将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔；
步骤5：液相产物在所述共沸塔内进行分离提浓，塔顶得到异丙醇溶液，塔底得到含有催化剂的溶液，通过所述第六泵体工作将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
进一步的，所述反应器内的温度为200～220℃，压力为14～16Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过破碎丙烯气体使其形成微米尺度的微米级气泡，微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质，由球体体积及表面积的计算公式可知，在总体积不变的情况下，气泡的总表面积与单个气泡直径成反比，由此可知微米级气泡的总表面积巨大，使微米级气泡与离子液体催化剂混合形成气液乳化物，以增大气液两相的接触面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果，同时也在一定程度上进一步提高制备丙烯的转化率；
进一步的，反应器，用以为去离子水、催化剂和丙烯提供反应场所制备异丙醇；
微界面发生器，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡，以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积、减小液膜厚度、降低传质阻力；
预热装置，其与所述微界面发生器相连通，用以对进入所述微界面发生器的丙烯进行预热；
气液分离器，其与所述反应器相连通，用以对产物进行一次分离处理；
共沸塔，其与所述气液分离器相连通，用以对产物进行二次分离处理。
进一步的，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述反应器内部，所述微界面发生器用以将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物。
进一步的，所述预热装置内设置有循环预热管，通过向所述循环预热管内通入热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，所述预热装置的一侧设置有第一泵体和换热器，通过所述第一泵体使热流体在所述循环预热管内循环，通过所述换热器保持热流体温度。
进一步的，所述微界面发生器上连通设置有丙烯传输管，所述丙烯传输管与所述预热装置之间设置有第二泵体，通过所述第二泵体将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器。通过所述第一泵体工作将热流体通入所述循环预热管内循环，通过所述换热器工作保持热流体温度，向预热装置内通入丙烯，热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，通过所述第二泵体工作将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器；
进一步的，所述反应器上连通设置有去离子水进入管和催化剂进入管，所述去离子水进入管和所述催化剂进入管用以供去离子水和催化剂进入所述反应器内。通过所述去离子水进入管和所述催化剂进入管向反应器内加入去离子水和催化剂，并将两者混合均匀成离子液体催化剂；
进一步的，所述反应器和所述气液分离器之间通过物料传输管相连通，所述物料传输管上安装有第三泵体，通过所述第三泵体将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内；
进一步的，所述气液分离器和所述预热装置之间设置有第四泵体，通过所述第四泵体将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，所述气液分离器和所述共沸塔之间设置有第五泵体，通过所述第五泵体将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔；通过所述第三泵体工作将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内，产物在所述气液分离器内经冷凝分离为未反应的气相丙烯和液相产物，通过所述第四泵体工作将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，再次作为原料参与反应，通过所述第五泵体工作将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔；
进一步的，所述共沸塔与所述反应器之间设置有第六泵体，通过所述第六泵体将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。液相产物在所述共沸塔内进行分离提浓，塔顶得到异丙醇溶液，塔底得到含有催化剂的溶液，通过所述第六泵体工作将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
附图说明
图1为本发明所述一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统的结构示意图。
1-反应器、2-微界面发生器、3-预热装置、4-气液分离器、5-共沸塔、6-循环预热管、7-第一泵体、8-换热器、9-丙烯传输管、10-第二泵体、11-去离子水进入管、12-催化剂进入管、13-物料传输管、14-第三泵体、15-第五泵体、16-第六泵体。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明提供一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，包括：
反应器1，用以为去离子水、催化剂和丙烯提供反应场所制备异丙醇；
微界面发生器2，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡，以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积、减小液膜厚度、降低传质阻力，并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液乳化物，以在较低预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率；
预热装置3，其与所述微界面发生器相连通，用以对进入所述微界面发生器的丙烯进行预热；
气液分离器4，其与所述反应器相连通，用以对产物进行一次分离处理；
共沸塔5，其与所述气液分离器相连通，用以对产物进行二次分离处理。
请继续参阅图1，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述反应器内部，所述微界面发生器用以将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物。
请继续参阅图1，所述预热装置内设置有循环预热管6，通过向所述循环预热管内通入热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，所述预热装置的一侧设置有第一泵体7和换热器8，通过所述第一泵体使热流体在所述循环预热管内循环，通过所述换热器保持热流体温度。
请继续参阅图1，所述微界面发生器上连通设置有丙烯传输管9，所述丙烯传输管与所述预热装置之间设置有第二泵体10，通过所述第二泵体将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器。
请继续参阅图1，所述反应器上连通设置有去离子水进入管11和催化剂进入管12，所述去离子水进入管和所述催化剂进入管用以供去离子水和催化剂进入所述反应器内。
请继续参阅图1，所述反应器和所述气液分离器之间通过物料传输管13相连通，所述物料传输管上安装有第三泵体14，通过所述第三泵体将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内。
请继续参阅图1，所述气液分离器和所述预热装置之间设置有第四泵体，通过所述第四泵体将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，所述气液分离器和所述共沸塔5之间设置有第五泵体15，通过所述第五泵体将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔。
请继续参阅图1，所述共沸塔5与所述反应器之间设置有第六泵体16，通过所述第六泵体将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
请继续参阅图1，本发明提供一种离子液体催化丙烯水合的强化反应工艺，包括：
步骤1：通过所述去离子水进入管和所述催化剂进入管向反应器内加入去离子水和催化剂，并将两者混合均匀成离子液体催化剂；
步骤2：通过所述第一泵体工作将热流体通入所述循环预热管内循环，通过所述换热器工作保持热流体温度，向预热装置内通入丙烯，热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，通过所述第二泵体工作将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器；
步骤3：所述微界面发生器工作将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物，丙烯发生水合反应；
步骤4：通过所述第三泵体工作将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内，产物在所述气液分离器内经冷凝分离为未反应的气相丙烯和液相产物，通过所述第四泵体工作将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，再次作为原料参与反应，通过所述第五泵体工作将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔；
步骤5：液相产物在所述共沸塔内进行分离提浓，塔顶得到异丙醇溶液，塔底得到含有催化剂的溶液，通过所述第六泵体工作将所述共沸塔5底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
所述反应器内的温度为200～220℃，压力为14～16Mpa。
实施例1
使用上述系统及工艺进行异丙醇制备，其中：
所述反应器温度为200℃，所述反应器内压强为14Mpa；
所述微界面发生器内的气液比为900：1；
经检测，使用所述系统及工艺后，丙烯单程转化率为81％。
实施例2
使用上述系统及工艺进行异丙醇制备，其中：
所述反应器温度为205℃，所述反应器内压强为14Mpa；
所述微界面发生器内的气液比为900：1；
经检测，使用所述系统及工艺后，丙烯单程转化率为80％。
实施例3
使用上述系统及工艺进行异丙醇制备，其中：
所述反应器温度为210℃，所述反应器内压强为15Mpa；
所述微界面发生器内的气液比为900：1；
经检测，使用所述系统及工艺后，丙烯单程转化率为80％。
实施例4
使用上述系统及工艺进行异丙醇制备，其中：
所述反应器温度为215℃，所述反应器内压强为15Mpa；
所述微界面发生器内的气液比为900：1；
经检测，使用所述系统及工艺后，丙烯单程转化率为82％。
实施例5
使用上述系统及工艺进行异丙醇制备，其中：
所述反应器温度为220℃，所述反应器内压强为16Mpa；
所述微界面发生器内的气液比为900：1；
经检测，使用所述系统及工艺后，丙烯单程转化率为81％。
对比例
使用现有技术丙烯直接水合法进行异丙醇制备，其中，反应器内温度为240℃，压力为20Mpa。
经检测，丙烯单程转化率为67％。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，包括：
反应器，用以为去离子水、催化剂和丙烯提供反应场所制备异丙醇；
微界面发生器，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡，以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积、减小液膜厚度、降低传质阻力；
预热装置，其与所述微界面发生器相连通，用以对进入所述微界面发生器的丙烯进行预热；
气液分离器，其与所述反应器相连通，用以对产物进行一次分离处理；
共沸塔，其与所述气液分离器相连通，用以对产物进行二次分离处理。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器位于所述反应器内部，所述微界面发生器用以将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物。
3.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述预热装置内设置有循环预热管，通过向所述循环预热管内通入热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，所述预热装置的一侧设置有第一泵体和换热器，通过所述第一泵体使热流体在所述循环预热管内循环，通过所述换热器保持热流体温度。
4.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述微界面发生器上连通设置有丙烯传输管，所述丙烯传输管与所述预热装置之间设置有第二泵体，通过所述第二泵体将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器。
5.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述反应器上连通设置有去离子水进入管和催化剂进入管，所述去离子水进入管和所述催化剂进入管用以供去离子水和催化剂进入所述反应器内。
6.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述反应器和所述气液分离器之间通过物料传输管相连通，所述物料传输管上安装有第三泵体，通过所述第三泵体将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内。
7.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述气液分离器和所述预热装置之间设置有第四泵体，通过所述第四泵体将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，所述气液分离器和所述共沸塔之间设置有第五泵体，通过所述第五泵体将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔。
8.根据权利要求2所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统，其特征在于，所述共沸塔与所述反应器之间设置有第六泵体，通过所述第六泵体将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
9.一种离子液体催化丙烯水合的强化反应工艺，其特征在于，包括：
步骤1：通过所述去离子水进入管和所述催化剂进入管向反应器内加入去离子水和催化剂，并将两者混合均匀成离子液体催化剂；
步骤2：通过所述第一泵体工作将热流体通入所述循环预热管内循环，通过所述换热器工作保持热流体温度，向预热装置内通入丙烯，热流体使所述预热装置对丙烯具有预热作用，通过所述第二泵体工作将预热后的丙烯沿所述丙烯传输管传输至所述微界面发生器；
步骤3：所述微界面发生器工作将丙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至所述反应器内与所述反应器内的离子液体催化剂混合形成气液乳化物，丙烯发生水合反应；
步骤4：通过所述第三泵体工作将所述反应器内生成的产物沿所述物料传输管传输至所述气液分离器内，产物在所述气液分离器内经冷凝分离为未反应的气相丙烯和液相产物，通过所述第四泵体工作将所述气液分离器内气相丙烯传输回所述预热装置，再次作为原料参与反应，通过所述第五泵体工作将所述气液分离器内液相产物传输至所述共沸塔；
步骤5：液相产物在所述共沸塔内进行分离提浓，塔顶得到异丙醇溶液，塔底得到含有催化剂的溶液，通过所述第六泵体工作将所述共沸塔底部含有催化剂的液体传输回所述反应器内重复使用。
10.根据权利要求9所述的一种离子液体催化丙烯水合的强化反应工艺，其特征在于，所述反应器内的温度为200～220℃，压力为14～16Mpa。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010217952.4A CN111569791A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 |
| PCT/CN2020/092758 WO2021189639A1 (zh) | 2020-03-25 | 2020-05-28 | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010217952.4A CN111569791A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111569791A true CN111569791A (zh) | 2020-08-25 |
Family
ID=72120516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010217952.4A Pending CN111569791A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111569791A (zh) |
| WO (1) | WO2021189639A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115121191B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-08-04 | 重庆大学 | 一种气液两相反应制备pedot：pss的装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040170564A1 (en) * | 1998-04-22 | 2004-09-02 | Roald Skurtveit | Ultrasound contrast agent dispersions comprising gas and destabilising agent |
| CN101679164A (zh) * | 2007-06-27 | 2010-03-24 | Hrd有限公司 | 生产醇的方法 |
| CN103664520A (zh) * | 2012-09-20 | 2014-03-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丙烯水合反应制备异丙醇的方法 |
| CN105712839A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种同时适用于丙烯水合和丙酮加氢制备异丙醇的分离方法 |
| CN108947774A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-07 | 惠州宇新化工有限责任公司 | 一种分离异丙醇的方法及装置 |
| CN210045215U (zh) * | 2019-01-29 | 2020-02-11 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 低压气液强化乳化床反应装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5092443B2 (ja) * | 2007-02-20 | 2012-12-05 | 富士ゼロックス株式会社 | マイクロ流体デバイス、反応装置、及び、反応方法 |
| JP5908244B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2016-04-26 | デクセリアルズ株式会社 | マイクロリアクタ及び反応生成物の製造方法 |
| KR20160120989A (ko) * | 2015-04-09 | 2016-10-19 | 충남대학교산학협력단 | 미세유로에서의 산화적 헥/탈수소화 반응에 의한 메타 치환 페놀의 합성 방법 |
| CN210079476U (zh) * | 2019-03-15 | 2020-02-18 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种微界面强化沸腾床加氢反应系统 |
| CN110002993A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-12 | 南京大学 | 一种间氰甲基苯甲酸甲酯的合成系统及方法 |
| CN210176767U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-03-24 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统 |
| CN210176754U (zh) * | 2019-07-04 | 2020-03-24 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种环戊烷无催化剂氧化的强化系统 |
| CN110591763B (zh) * | 2019-09-10 | 2021-01-15 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种煤间接液化的智能强化控制系统及工艺 |
-
2020
- 2020-03-25 CN CN202010217952.4A patent/CN111569791A/zh active Pending
- 2020-05-28 WO PCT/CN2020/092758 patent/WO2021189639A1/zh active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040170564A1 (en) * | 1998-04-22 | 2004-09-02 | Roald Skurtveit | Ultrasound contrast agent dispersions comprising gas and destabilising agent |
| CN101679164A (zh) * | 2007-06-27 | 2010-03-24 | Hrd有限公司 | 生产醇的方法 |
| CN103664520A (zh) * | 2012-09-20 | 2014-03-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种丙烯水合反应制备异丙醇的方法 |
| CN105712839A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种同时适用于丙烯水合和丙酮加氢制备异丙醇的分离方法 |
| CN108947774A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-07 | 惠州宇新化工有限责任公司 | 一种分离异丙醇的方法及装置 |
| CN210045215U (zh) * | 2019-01-29 | 2020-02-11 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 低压气液强化乳化床反应装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张旭之，陶志华，王松汉，金彰礼: "《丙烯衍生物工学》", 31 May 1995, 化学工业出版社 * |
| 王彩彬: "丙烯直接水合制异丙醇-日本德山曹达法-", 《石油化工》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021189639A1 (zh) | 2021-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4029849A1 (en) | Method for preparing m-trifluoromethylphenol | |
| WO2022041426A1 (zh) | 一种环状碳酸酯的微界面制备系统及方法 | |
| CN111569786A (zh) | 一种丙烯水合制备异丙醇的固定床强化反应系统及工艺 | |
| CN213505981U (zh) | 一种基于蒽醌法制备双氧水的系统 | |
| CN110981846A (zh) | 采用带静态混合器的管式反应器制备碳酸乙烯酯的方法 | |
| CN111569791A (zh) | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统及工艺 | |
| CN114315767A (zh) | 一种5-羟甲基糠醛的制备方法及其制备装置 | |
| CN213493589U (zh) | 一种离子液体催化丙烯水合的强化反应系统 | |
| CN111569784B (zh) | 一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统及工艺 | |
| CN104151144A (zh) | 一种过氧化氢异丙苯分解制苯酚/丙酮的方法 | |
| CN112499592A (zh) | 一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺 | |
| CN112044390A (zh) | 一种环状碳酸酯的制备系统及方法 | |
| CN211814210U (zh) | 一种基于乙烯水合法制备乙二醇的微界面强化反应系统 | |
| CN211123731U (zh) | 一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统 | |
| CN213506673U (zh) | 一种1,3-二氨基-2-羟基丙烷连续生产系统 | |
| CN212127531U (zh) | 一种基于微界面强化的硝酸工业制备系统 | |
| CN109928943B (zh) | 一种微通道反应器合成环氧丙烷的方法 | |
| CN109999728A (zh) | 一种降低hppo工艺催化剂床层温升的方法 | |
| CN1321990C (zh) | 环氧丙烷生产用单管多旋静态混合管式丙烯氯醇化反应生产装置及生产方法 | |
| CN216605220U (zh) | 一种羟乙/丙基乙二胺的生产装置 | |
| CN111569785B (zh) | 一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统及工艺 | |
| CN212370135U (zh) | 一种分段式丙烯水合制备异丙醇的强化反应系统 | |
| CN211725719U (zh) | 一种基于微界面强化氯乙烷制备的系统 | |
| CN213506658U (zh) | 一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统 | |
| CN112694389A (zh) | 一种非均相催化合成2，6二叔丁基甲苯的合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200825 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |