CN112237891A - 微通道装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微通道装置及其应用，采用了包括微混合器(a)与微反应器(b)的装置，其中微混合器出口与微反应器入口通过连接管路(7)连接。在此装置中可进行多种非均相体系的混合反应耦合强化过程，非均相原料分别经过预热器后进入微混合器进行混合接触，并在微反应器中进行反应分离耦合过程，通过微尺度筛孔和微尺度环隙空间强化传热传质与反应过程，实现复杂的非均相反应过程高效进行，可用于微通道技术过程强化领域。
Description
技术领域
本发明属于一种微通道装置领域。
背景技术
微通道反应技术是指在特征尺寸为10-1000μm的三维结构工艺流体通道中进行化学反应、换热、混合、分离和控制的一种新型过程强化技术，可以显著提高传热传质效率与空间利用率，实现对反应温度、反应时间、物料比例的精确控制，具有本质安全性。近年来，微通道反应技术在精细化工、医药化工领域取得了迅猛的发展。
由于微通道反应技术可以实现高效转化和连续化生产的特点，在精细化学品合成领域具有十分广阔的应用前景。但是由于国内缺乏自主开发可用于工业生产的微通道反应器的能力，目前国内精细化工企业主要是与国外具有成熟微通道反应技术的公司合作，或直接采用国外公司提供的工艺包与进口微通道反应器设备进行产业升级或扩能。因此，微通道反应技术的开发和推广可以有效地促进我国精细化工产业链向绿色可持续发展方向的革新升级,具有十分重要的战略意义。
中国专利CN201610932204公开了一种具有柱排式结构的微通道反应器，在精细化工中存在很多工艺复杂的非均相反应过程，很多高附加值精细化工产品的生产工艺包括了传热、混合、反应、分离等多种过程，因此在传统间歇反应釜中很难实现对于产品生产过程的精准调控，而现有的微通道技术在非均相体系多过程耦合方面并没有十分成熟的商业化产品和工艺路线。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种微通道装置。
本发明要解决的技术问题之二是提供一种基于微通道技术进行混合反应耦合过程强化的方法。
本发明要解决的技术问题之三是提供一种合成ε-己内酯的微通道方法。
一种微通道装置，包括(a)微混合器与(b)微反应器，其中微混合器出口与微反应器入口通过连接管路(7)连接；所述的微混合器包括水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、折型微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)，所述微混合器(a)位于微反应器(b)两侧的对称位置，微混合器中轴线与微反应器的中轴线夹角为30-150°，优选为60-120°，所述微混合器中的混合通道(3)为混合器套管(5)与混合器喷嘴(6)之间形成的环隙间距为10～2000微米的环隙空间I，环隙间距优选为50～1000微米，更优选为400～600微米；所述折型微筛孔(4)分布于混合器喷嘴(6)柱状体的侧面，水力学直径为10～1000微米，优选50～150微米，孔间距为50～5000微米，优选100～1000微米，折型夹角为20-160°，优选为60-120°；所述的微反应器包括气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)，所述微反应器的液相原料入口(9)为特征尺寸在100～500微米的环隙，优选200～300微米，所述反应通道(11)为加热管壁(12)与反应器外壁(10)之间形成的环隙间距为500～5000微米的环隙空间II，优选1000～4000微米，更优选2000～3000微米。
一种基于微通道技术进行混合反应耦合过程强化的方法，采用微通道装置，包括以下步骤：
(1)水相原料与油相原料在微混合器(a)中进行混合过程，所述混合过程为水相原料由水相原料入口(1)进入混合器(a)混合分散后与由油相原料入口(2)进入的油相原料接触；
所述的微混合器(a)中包含：水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、折型微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)；
(2)微混合器(a)出口得到的液体经过连接管路(7)进入微反应器(b)作为其液相原料；
所述微反应器包括：气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)；
(3)液相原料与气相原料在微反应器(b)中进行反应过程，所述反应过程为液相原料由液相原料入口(9)进入与由气相原料入口(14)进入的气相原料在反应通道(11)中逆流接触，通过加热管壁(12)中的加热介质提供反应所需热量，反应过程的气相产物由气相产物出口(8)处排出，液相产物由液相产物出口(8)处排出。
一种合成ε-己内酯的微通道方法，采用微通道装置，包括以下步骤：
(1)水相原料包含均相催化剂和氧化剂，所述氧化剂选自双氧水、叔丁基过氧化氢、过氧乙酸、过氧丙酸；优选为双氧水、过氧丙酸；更优选为双氧水；
(2)油相原料包含环己酮和带水剂，所述带水剂选自苯、甲苯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、四氯化碳或二氯乙烷；优选为甲苯、丙酸乙酯；
(3)水相原料和油相原料经预热器预热后进入微混合器进行混合过程，所述混合过程为水相原料由水相原料入口(1)进入混合器喷嘴(6)，经折型微筛孔(4)分散后与由油相原料入口(2)进入的油相原料在混合通道(3)中接触，所述预热过程的预热温度为40～60℃；
(4)微混合器(a)出口得到的液体包含环己酮、氧化剂、水、均相催化剂与带水剂，经过连接管路(7)进入微反应器(b)作为其液相原料；
(5)液相原料(包含环己酮、氧化剂、水、均相催化剂与带水剂)与气相原料(选自空气、氮气、氦气、氩气；优选为氮气、氦气)在微反应器(b)中进行反应过程，所述反应过程为液相原料由液相原料入口(9)进入与由气相原料入口(14)进入的气相原料在反应通道(11)中逆流接触，通过加热管壁(12)中的加热介质提供反应所需热量；
(6)微反应器(b)的液相产物(包含ε-己内酯、环己酮、均相催化剂和带水剂)作为目标产品由液相产物出口(13)处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口(8)处排出，经冷却后通过油水分离进行带水剂的回收循环使用。
该合成ε-己内酯的微通道方法，采用的微通道装置包括(a)微混合器与(b)微反应器，其中微混合器出口与微反应器入口通过连接管路(7)连接；微混合器包括：水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、折型微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)；微反应器包括：气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)。反应过程中气液体积比为(1-30):1，温度为50-150℃，压力为-0.1-0.1MPa，停留时间为0.5-30min；水相原料中氧化剂的质量分数为10％～70％，优选为20％～50％，氧化剂与环己酮用量摩尔比为1.0～4.5，优选为3.0～4.0；均相催化剂为钨酸盐与草酸的配位化合物，催化剂在水相原料中的质量分数为0.1～5.0％，草酸与钨酸钠的摩尔比为1.0～2.0；油相原料中带水剂质量分数为20％-80％。
本发明提供的ε-己内酯微通道装置与方法的有益效果为：
本发明提供的ε-己内酯微通道装置与方法采用了低浓度氧化剂进行一步法氧化环己酮合成ε-己内酯，大幅简化了工艺流程，同时也避免过程中使用具有较大安全隐患的过氧酸，保证全工艺流程中良好的安全性
本发明提供的基于微通道技术进行混合反应耦合过程强化的方法具有较好的适用性，适用于多种不同反应底物的Baeyer-Villiger反应过程的连续化生产，尤其对于环己酮氧化合成ε-己内酯过程来说，效果更加明显。
本发明提供的一种合成ε-己内酯的微通道方法实现了ε-己内酯的连续化生产，通过微尺度效应强化非均相液液体系的高效混合实现了较高的环己酮转化率，能够达到85％以上，也通过微尺度结构的限域效应实现了装置内反应流体以平推流模式流动，从而能够精确地控制反应停留时间，实现了较高的ε-己内酯选择性；同时也基于微通道技术构建了反应脱水耦合过程，通过有效地在线分离手段降低ε-己内酯合成体系中的水含量，避免因ε-己内酯水解而导致的产品收率下降，属于一种低碳环保、节能减排的工艺路线。
附图说明
图1为本发明提供的带微尺度多孔喷嘴混合器和微尺度同轴环管降膜反应器的结构示意图。
图中：(a)微混合器：水相原料入口(1)；油相原料入口(2)；混合通道(3)；折型微筛孔(4)；混合器套管(5)；混合器喷嘴(6)(b)微反应器：气相产物出口(8)；液相原料入口(9)；反应器外壁(10)；反应通道(11)；加热管壁(12)；液相产物出口(13)；气相原料入口(14)；导热油入口(15)；连接管路(7)。
图2为本发明微混合器内微筛孔结构的示意图
图中：(c)折型微筛孔；(d)梯型微筛孔；(e)Z型微筛孔。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。
下列实施例系根据本发明方法的要求在微反应器中进行。
【实施例1】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.2％，ε-己内酯选择性为95.1％。
【实施例2】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为60°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为82.1％，ε-己内酯选择性为94.6％。
【实施例3】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为120°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.6％，ε-己内酯选择性为93.1％。
【实施例4】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为300微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为83.2％，ε-己内酯选择性为94.8％。
【实施例5】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为50微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.5％，ε-己内酯选择性为94.8％。
【实施例6】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为800微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为83.6％，ε-己内酯选择性为94.2％。
【实施例7】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为300微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为86.0％，ε-己内酯选择性为95.3％。
表1
【实施例8】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为30°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为82.1％，ε-己内酯选择性为92.2％。
【实施例9】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为60°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.3％，ε-己内酯选择性为93.8％。
【实施例10】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为120°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.7％，ε-己内酯选择性为94.6％。
【实施例11】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为150°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为83.3％，ε-己内酯选择性为93.5％。
【实施例12】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为1000微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为82.1％，ε-己内酯选择性为94.2％。
【实施例13】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为500微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.2％，ε-己内酯选择性为91.6％。
【实施例14】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为4000微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为80.2％，ε-己内酯选择性为91.8％。
表2
【实施例15】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为40微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.6％，ε-己内酯选择性为94.2％。
【实施例16】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为150微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.1％，ε-己内酯选择性为94.4％。
【实施例17】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为100微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为83,1％，ε-己内酯选择性为93.2％。
【实施例18】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为1000微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.8％，ε-己内酯选择性为93.6％。
【实施例19】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为400微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.4％，ε-己内酯选择性为93.6％。
【实施例20】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为600微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.5％，ε-己内酯选择性为92.6％。
【实施例21】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2000微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为82.2％，ε-己内酯选择性为94.1％。
表2
【实施例22】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为5％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为88.2％，ε-己内酯选择性为89.8％。
【实施例23】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为20％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为79.8％，ε-己内酯选择性为90.2％。
【实施例24】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为30％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.9％，ε-己内酯选择性为91.3％。
【实施例25】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中70℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.8％，ε-己内酯选择性为92.6％。
【实施例26】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在120℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为87.4％，ε-己内酯选择性为90.1％。
【实施例27】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为5min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为81.2％，ε-己内酯选择性为88.6％。
【实施例28】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为5:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为84.9％，ε-己内酯选择性为91.5％。
表2
| 实施例 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
| 水相原料催化剂质量分数/％ | 5 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 水相原料氧化剂质量分数/％ | 30 | 20 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 油相原料带水剂质量分数/％ | 50 | 50 | 30 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 氧化剂与环己酮用量摩尔比 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 混合过程温度/℃ | 50 | 50 | 50 | 70 | 50 | 50 | 50 |
| 反应过程温度/℃ | 90 | 90 | 90 | 90 | 120 | 90 | 90 |
| 反应停留时间/min | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 5 | 10 |
| 反应体系气液比(体积比) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 5 |
| 环己酮转化率/％ | 88.2 | 79.8 | 85.9 | 85.8 | 87.4 | 81.2 | 84.9 |
| ε-己内酯选择性/％ | 89.8 | 90.2 | 91.3 | 92.6 | 90.1 | 88.6 | 91.5 |
【实施例29】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用过氧丙酸作为氧化剂，其中过氧丙酸质量分数为15％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为3.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为86.2％，ε-己内酯选择性为93.3％。
【实施例30】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成ε-己内酯装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，ε-己内酯粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)ε-己内酯合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂甲苯质量分数为50％。氧化剂与环己酮用量摩尔比为4.0，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中50℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在90℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品ε-己内酯由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为88.2％，ε-己内酯选择性为94.3％。
【实施例30】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成过氧乙酸装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，过氧乙酸粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)过氧乙酸合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为50％，催化剂质量分数为0.2％，催化剂为98％浓硫酸；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料乙酸，其中带水剂环己烷质量分数为50％。氧化剂与乙酸用量摩尔比为0.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中20℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行乙酸过氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在60℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为50:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品过氧乙酸由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品过氧乙酸分析结果表明此过程中双氧水的转化率为99.6％，ε-己内酯选择性为98.2％。
【实施例31】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成过氧丙酸装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，过氧丙酸粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)过氧丙酸合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为50％，催化剂质量分数为0.1％，催化剂为98％浓硫酸；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂丙酸乙酯质量分数为50％。氧化剂与丙酸用量摩尔比为0.5，两股物料分别通过预热器预热在微混合器中30℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行丙酸过氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在60℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品过氧丙酸由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品过氧丙酸分析结果表明此过程中双氧水的转化率为95.2％，过氧丙酸选择性为97.7％。
【实施例32】
(1)装置搭建：微通道装置主体均采用不锈钢316L加工而成，微混合器中轴线与微反应器中轴线夹角为45°，混合器喷嘴上折形微筛孔结构的水力学直径为100微米，孔间距为500微米，折型夹角为90°，混合通道的环隙间距为500微米，微反应器液相原料入口为250微米的环隙，反应通道的环隙间距为2500微米。参照图1所示的装置示意图搭建微通道技术合成间氯过氧苯甲酸装置，微混合器与微反应器通过不锈钢圆管进行连接，上述装置通过冷热一体机进行温度控制，间氯过氧苯甲酸粗品可从微反应器液相出口处进行收集。
(2)间氯过氧苯甲酸合成：使用计量泵输送含催化剂的水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为50％；使用计量泵输送含有带水剂的油相原料，其中带水剂二氯甲烷质量分数为50％。两股物料分别通过预热器预热在微混合器中30℃下充分进行混合过程。微混合器出口液体经过连接管路后进入微反应器作为液相原料，通过液相原料入口进入微反应器中在与由下部气相入口进入的空气逆流接触并进行环己酮氧化反应，通过加热管壁中的加热介质提供反应所需热量。反应通道内部通过加热管壁中的导热油控制其温度在60℃，反应压力为常压，通过调节计量泵的流量及反应通道的长度来控制反应物料的停留时间为10min，通过调节气体质量流量计控制反应通道中的气液比为10:1。微反应器的液相产物作为目标产品粗品间氯过氧苯甲酸由液相产物出口处排出，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口处排出，经冷却后通过油水分离进行回收循环使用。粗品间氯过氧苯甲酸分析结果表明此过程中环己酮的转化率为89.2％，间氯过氧苯甲酸选择性为93.1％。
【对比例1】在间歇反应器中进行ε-己内酯的合成
(1)装置搭建：采用美国Parr公司生产的Parr 4566台式反应釜作为反应装置，主体均采用不锈钢316L加工而成，反应釜容积300毫升，内径2.5英寸，内深4.0英寸，上述装置采用电加热方式进行温度控制，内置搅拌桨用于反应物料的混合，反应器外接冷凝分馏装置用于将体系内水分脱除并将带水剂回流。
(2)ε-己内酯合成：加入100毫升水相原料，选用双氧水作为氧化剂，其中双氧水质量分数为30％，催化剂质量分数为2％，催化剂中草酸与钨酸钠的用量摩尔比为1.0；加入60毫升含有带水剂的油相原料，选用甲苯作为带水剂，其中甲苯质量分数为50％。反应物料在反应釜内通过内置搅拌桨充分进行混合后，通过电加热将反应器温度控制在90℃，反应压力为常压，反应过程中生成的水分通过带水剂不断脱除，反应100min后停止加热并收集目标产物。粗品ε-己内酯分析结果表明此过程中环己酮的转化率为85.6％，ε-己内酯选择性为92.5％。
由表1可知：实施例1的反应停留时间远小于对比例1，与对比例1相比，实施例1的反应时间的仅为其10％，说明采用本发明所述的方法可大幅提高装置产能。
【对比例2】在微通道反应器中通过两步法进行ε-己内酯的合成
(1)装置搭建：采用两块美国Corning公司G1微通道反应装置串联而成，通道特征尺寸均为300微米，主体均采用特种硼硅玻璃加工而成，反应器持液量8.2毫升，上述装置采用导热油方式进行温度控制。
(2)过氧酸制备：采用70％的双氧水作为氧化剂，控制乙酸酐与双氧水流量比为1.4:1，在两股物料充分预热后，进入微通道反应器的反应区中进行混合反应，设定反应温度为40℃，通过调节计量泵的流量及微通道的长度来控制反应物料的停留时间为180s，从微通道反应系统的出口处收集物料，即为质量分数为21.1％的过氧乙酸。
(3)ε-己内酯的制备：将上述制备的过氧酸溶液和原料环己酮分别通过计量泵进入装置的预热区，在两股物料分别充分预热后，进入反应区中进行混合反应。在设定的温度80℃下混合反应，过氧酸与环己酮的摩尔比为1.3:1。通过调节泵的流量来控制反应物料的停留时间为400s，氧化产物从出口连续出料，收集到产品收集器中，产物经过GC分析，原料环己酮转化率为85.4％，ε-己内酯选择性为92.2％。
由表1可知：实施例1所用氧化剂双氧水的浓度远小于对比例2，同时流程也大幅简化，与对比例2相比，在流程简捷性和过程安全性上有较大优势。
Claims (11)
1.一种微通道装置，包括微混合器(a)与微反应器(b)，其中微混合器的出口与微反应器侧面入口通过连接管路(7)连接；
所述微混合器包括：水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)；
所述微反应器包括：气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)；
所述微混合器(a)的个数大于等于2，优选为偶数个；微混合器(a)位于微反应器(b)两侧的对称位置，微混合器中轴线与微反应器的中轴线夹角为30-150°，优选为60-120°。
2.根据权利要求1所述的微通道装置，其中所述微混合器(a)中的混合通道(3)为混合器套管(5)与混合器喷嘴(6)之间形成的环隙间距为10～1000微米的环隙空间I，环隙间距优选为50～750微米，更优选为400～600微米。
3.根据权利要求1所述的微通道装置，其中所述微筛孔(4)选自折型微筛孔、梯型微筛孔、Z型微筛孔，优选为折型微孔筛。
4.根据权利要求3所述的微通道装置，所述折型微筛孔(4)分布于混合器喷嘴(6)柱状体的侧面，水力学直径为5～500微米，优选20～200微米，孔间距为50～5000微米，优选100～1000微米，折型夹角为20～160°，优选为60～120°。
5.根据权利要求1所述的微通道装置，其中，所述微反应器的液相原料入口(9)为倾角在5～45°的折型挡板，折型挡板末端与微反应器外壁(10)之间形成的环隙间距为100～500微米的环隙空间II，优选环隙间距为200～300微米，所述反应通道(11)为加热管壁(12)与反应器外壁(10)之间形成的环隙间距为500～5000微米的环隙空间Ⅲ，优选1000～4000微米，更优选2000～3000微米。
6.一种混合反应耦合过程的方法，采用微通道装置，包括以下步骤：
(1)水相原料与油相原料在微混合器(a)中进行混合过程，水相原料由水相原料入口(1)进入混合器(a)混合，经微筛孔(4)分散后与由油相原料入口(2)进入的油相原料接触；
(2)微混合器(a)出口得到的液体经过连接管路(7)进入微反应器(b)作为液相原料；
(3)液相原料与气相原料在微反应器(b)中进行反应，液相原料由液相原料入口(9)进入与由气相原料入口(14)进入的气相原料在反应通道(11)中逆流接触，通过加热管壁(12)中的加热介质提供反应所需热量，反应过程的气相产物由气相产物出口(8)处排出，液相产物由液相产物出口(13)处排出；
所述的微混合器(a)中包含：水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)；所述微筛孔优选为折型微筛孔；所述微反应器包括：气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)。
7.一种合成ε-己内酯的方法，采用微通道装置，包括以下步骤：
1)水相原料和油相原料经预热器预热，预热温度为40～60℃，水相原料包括均相催化剂和氧化剂，油相原料包括环己酮和带水剂；
2)将均相催化剂和氧化剂经过水相原料入口(1)进入混合器喷嘴(6)，经折型微筛孔(4)分散后和由油相原料入口(2)进入的环己酮和带水剂在混合通道(3)中接触，所述氧化剂选自双氧水、叔丁基过氧化氢、过氧乙酸、过氧丙酸；优选为双氧水、过氧丙酸；更优选为双氧水；所述带水剂选自苯、甲苯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、四氯化碳或二氯乙烷；优选为甲苯、丙酸乙酯；
3)微混合器(a)出口得到的液相原料包含环己酮、氧化剂、均相催化剂与带水剂；所述液相原料经过连接管路(7)由液相原料入口(9)进入进入微反应器(b)，该液相原料与由气相原料入口(14)进入的气相原料在反应通道(11)中逆流接触，通过加热管壁(12)中的加热介质提供反应所需热量；气相原料选自空气、氮气、氦气、氩气；优选为氮气、氦气，
4)微反应器(b)的液相产物由液相产物出口(13)处排出，所述液相产物包含ε-己内酯、环己酮、均相催化剂和带水剂，气相产物携带带水剂和水份由气相产物出口(8)处排出，经冷却后通过油水分离进行带水剂的回收并循环使用。
8.按照权利要求7所述合成ε-己内酯的微通道方法，所述反应过程中气相原料和液相原料体积比为(1～30):1，反应温度为50～150℃，反应压力为-0.1～0.1MPa，停留时间为0.5～30min。
9.按照权利要求7所述合成ε-己内酯的微通道方法，以质量百分比计，所述水相原料中氧化剂的含量为10％～70％，优选为20％～50％。
10.按照权利要求5所述合成ε-己内酯的微通道方法，所述均相催化剂选自钨酸盐与草酸的配位化合物；催化剂在水相原料中的质量百分含量为0.1～5.0％，草酸与钨酸钠的摩尔比为1.0～2.0。
11.按照权利要求5所述合成ε-己内酯的微通道方法，所述的油相原料中带水剂的质量百分含量为20～80％。
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| CN201910638302.4A CN112237891A (zh) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | 微通道装置及其应用 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115490623A (zh) * | 2021-06-18 | 2022-12-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 合成无水过氧有机酸的方法和合成ε-己内酯的方法 |
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2019
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