CN117342979A - 一种α-羟基腈的生产方法及生产系统 - Google Patents

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CN117342979A CN202311301396.9A CN202311301396A CN117342979A CN 117342979 A CN117342979 A CN 117342979A CN 202311301396 A CN202311301396 A CN 202311301396A CN 117342979 A CN117342979 A CN 117342979A
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Abstract

本发明涉及一种α‑羟基腈的生产方法及生产系统。该生产方法于串联的若干级静态混合器中进行，该生产方法包括：S1.将醛类物质和催化剂混合，得到混合液，将混合液加入第一级静态混合器中，向第一级静态混合器中通入氰化氢合成气，以使醛类物质和氰化氢发生反应，得到反应液；S2.将未反应完的氰化氢合成气送入下一级静态混合器与预先加入下一级静态混合器中的混合液中继续反应。本申请中，通过采用静态混合器替代现有技术中的釜式反应器，能够以纯度较低的氰化氢为原料进行反应，避免了采用釜式反应器须以高纯氰化氢为原料、反应时间过长、反应剧烈、释放热量较多导致安全隐患等技术问题。

Description

一种α-羟基腈的生产方法及生产系统
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种α-羟基腈的生产方法及生产系统。
背景技术
氰化氢是一种无机化合物，分子式为HCN，标准状态下为液体，易在空气中均匀弥散，属于剧毒性物质。氰化氢可与羰基化合物(例如醛类物质)发生亲核加成反应生成α-羟基腈，该反应能够使化合物增加一个碳原子，故氰化氢是重要的有机合成试剂(通常用作CN-亲核试剂)。
α-羟基腈又名羟腈、氰醇、腈醇等，是醛或酮分子中的羰基发生氰化氢加成反应生成的化合物(该反应为放热反应)。α-羟基腈是有机合成中重要的中间体，其氰基能够在酸性或碱性条件下水解成羧基，生成α-羟基酸，α-羟基酸可进一步失去水生成α,β-不饱和酸。
在实际的工业生产过程中，氰化氢的生产方法主要有轻油裂解法、安氏法(Andrussow法)、甲醇氨氧化法和丙烯睛副产法等。以氰化氢为原料制备α-羟基腈(通常成为氢氰酸羟甲基化法)是醛类物质和氰化氢在适当的酸碱条件下，常压加成反应生成α-羟基腈，反应过程中会释放出大量热量。根据原料氢氰酸的相态，可将氢氰酸羟甲基化法分为气相法和液相法，气相法以气态氢氰酸为原料，例如，CN201310722698.3利用氢氰酸混合气制备2-羟基-4-甲硫基丁腈，采用氢氰酸混合气多级串联釜式反应器，实现工业化大规模连续化生产。然而，氢氰酸气体通入釜式反应中，与反应液的接触面较小，反应时间长，生成的产品易发生聚合或分解，产品质量低，能耗高；此外，釜式反应条件控制严格，反应过程伴随剧烈的热量释放，危险系数高，易发生安全事故。CN202110480384.1公开一种氢氰酸制造羟基乙腈均匀分流的降膜反应器，其通过管板上固定有环形的分布板，使气体均与分流进入降膜反应器，但在实际的使用过程中，混合液体在通过进液口进入塔体后，便会从距离进液口较近的降膜管内流下，导致其他降膜管出现“干管”的现象。而“干管”会影响氢氰酸气体与混合溶液的接触反应，进而会影响羟基乙腈的生产效率。
液相法则以液态氢氰酸为原料，例如，专利CN202111028853.2公开一种液相氢氰酸连续生产羟基乙腈的装置和工艺，专利CN201710313478.3公开一种羟基乙腈的工业制备方法，然而，以液相法生产α-羟基腈，对原料氢氰酸的纯度要求较高，液相氢氰酸纯度需达99％以上，反应热移出难度大，反应过程不易控制，控制要求精度高，将混合气氢氰酸纯化为液体氢氰酸，能耗较大，而氢氰酸混合气的生产成本只有液体氢氰酸的一半。且后者为间歇生产，不适合大规模工业化连续生产，且成品中甲醛含量较高(1％左右)，羟基乙腈产品应用受限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种α-羟基腈的生产方法及生产系统，以解决有技术中存在的产品吸收效率低、能耗高、反应条件严格、危险系数高等问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
第一个方面，本申请提供一种α-羟基腈的生产方法，所述生产方法于串联的若干级静态混合器中进行，所述生产方法包括：
S1.将醛类物质和催化剂混合，得到混合液，将所述混合液加入第一级静态混合器中，向所述第一级静态混合器中通入氰化氢合成气，以使醛类物质和氰化氢发生反应，得到反应液；
S2.将未反应完的氰化氢合成气送入下一级静态混合器与预先加入下一级静态混合器中的混合液中继续反应。
进一步地，其特征在于，步骤S1中，所述醛类物质包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和戊醛中的至少一种。
进一步地，步骤S1中，所述催化剂包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、有机碱、三乙胺、吡啶和二乙醇胺中的至少一种。
进一步地，步骤S1中，所述醛类物质与催化剂的质量比为100：0.5-1.5，优选为100：0.8-1.1。
进一步地，步骤S1中，所述氰化氢合成气中，氰化氢的含量为3wt％-11wt％，优选为7wt％-11wt％，更优选为8wt％-10.5wt％。
进一步地，步骤S1中，所述醛类物质与氢氰酸的摩尔比为1：0.9-1.2。
进一步地，步骤S1中，将混合液冷却至10-18℃后，再加入第一级静态混合器中，优选地，冷却至12-15℃。
进一步地，步骤S2中，将未反应完的氰化氢合成气送入下一级静态混合器与预先加入下一级静态混合器中的温度为10-18℃混合液中继续反应。
进一步地，步骤S1和步骤S2中，将所述混合液通过喷淋方式加入静态混合器中。
进一步地，步骤S1和步骤S2中，所述静态混合器的温度为10-20℃，优选为12-18℃。
进一步地，步骤S1和步骤S2中，所述混合液的喷淋密度为20-110m3/(m2·h)，优选为60-100m3/(m2·h)，更优选为70-90m3/(m2·h)。
进一步地，步骤S1之后、S2之前，所述生产方法还包括：检测所述反应液的pH值、醛类物质含量、氰化氢含量及氰化氢收率，若所述反应液的pH为5-7，醛类物质含量小于或等于预设醛类物质含量阈值，氰化氢含量小于或等于预设氰化氢含量阈值，且氰化氢收率大于或等于预设收率阈值，将所述反应液送入下一级静态混合器中继续反应。
第二个方面，本申请提供一种α-羟基腈的生产系统，所述生产系统包括：若干级串联的静态混合器，所述静态混合器设置有喷淋组件，所述静态混合器之间的连通管道上设有开关阀。
进一步地，所述静态混合器设置有进料口和出料口，相邻上下游所述静态混合器之间的连通管道上设置有循环罐，所述循环罐设置有进液口、出气口、出液口和混合液出口，所述混合液出口连通相邻上游静态混合器的进料口。
进一步地，所述生产系统还包括气液分离器，所述气液分离器与最后一级循环罐循环连通。
进一步地，所述混合液出口与所述进料口之间的连通管道上设置有换热器。
进一步地，所述混合液出口与换热器之间的连通管道上设置有循环泵。
进一步地，所述生产系统还包括用于向最后一级静态混合器加入混合液的混合器，所述混合器连通最后一级静态混合器的进料口。
本发明的有益效果在于：
本申请中，采用静态混合器替代现有技术中的釜式反应器，能够以纯度较低的氰化氢为原料进行反应，避免了采用釜式反应器须以高纯氰化氢为原料、反应时间过长、反应剧烈、释放热量较多导致安全隐患等技术问题。
本申请中，通过控制静态混合器的温度在10-20℃，能够避免反应过程中因反应所释放的热量导致反应体系温度过高导致氢氰酸气体分解释放出氨，影响效率，进而保证产品的纯度和收率。
本申请中，通过控制混合液的温度在10-18℃，能够快速带走反应过程中所释放的热量，避免反应过程中温度过高导致氢氰酸气体分解释放出氨，进而保证产品的纯度和收率。
附图说明
图1为实施例1的生产系统的结构示意图。
附图标记
1-静态混合器，11-喷淋组件；
2-加热器；
3-换热器；
4-循环泵；
5-气液分离器；
6-混合器。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明进行进一步的说明，但需要指出的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及结果等仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、顶、底、内、外……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”等应做广义理解，例如，“连通”可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本申请提供一种α-羟基腈的生产方法，该生产方法于串联的若干级静态混合器中进行，该生产方法包括：
S1.控制第一静态混合器的温度为10-20℃；
将醛类物质和碱催化剂按照质量比100：0.5-1.5混合，得到混合液，通过温度为0-15℃的换热介质将混合液冷却至10-18℃，将混合液按照喷淋密度为20-110m3/(m2·h)通过喷淋方式加入温度为10-20℃的第一级静态混合器中，向第一级静态混合器中通入氰化氢的含量为3wt％-11wt％的氰化氢合成气，以使醛类物质和氰化氢发生反应，得到反应液；
醛类物质包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和戊醛中的至少一种；碱催化剂包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、有机碱、三乙胺、吡啶和二乙醇胺中的至少一种；
醛类物质与氢氰酸的摩尔比为1:0.9-1.2；
检测反应液的pH值醛类物质含量、氰化氢含量及氰化氢收率，若反应液的pH为5-7，醛类物质含量小于或等于预设醛类物质含量阈值，氰化氢含量小于或等于预设氰化氢含量阈值，且氰化氢收率大于或等于预设收率阈值，将反应液送入下一级静态混合器中继续反应；
S2.控制除第一静态混合器外的其他静态混合器的温度为10-20℃；
将未反应完的氰化氢合成气送入送入下一级温度为10-20℃的静态混合器中与预先加入下一级静态混合器中的混合液继续反应。
本申请还提供一种α-羟基腈的生产系统，该生产系统包括：若干级串联的静态混合器、气液分离器和混合器；
静态混合器设置有喷淋组件、进料口和出料口；
相邻上下游静态混合器之间的连通管道上设置有循环罐和开关阀；
循环罐设置有进液口、出气口、出液口和混合液出口，混合液出口连通相邻上游静态混合器的进料口；
气液分离器与最后一级循环罐循环连通；
循环罐的混合液出口与静态混合器的进料口之间的连通管道上设置有换热器，循环罐的混合液出口与换热器之间的连通管道上设置有循环泵；
混合器与最后一级静态混合器的进料口连通，混合器与最后一级静态混合器的进料口之间的连通管道上设置有换热器。
下面通过具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种α-羟基腈的生产系统，该生产系统包括若干级串联的静态混合器1，静态混合器1的级数为至少2级，例如，可以为2级，可以为3级，可以为4级等，相邻上下游静态混合器1之间的连通管道上设置有循环罐2。
请继续参阅图1，静态混合器1用于作为醛类物质(例如可以为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、正丁醛、异丁醛、戊醛等物质)和氰化氢在催化剂的作用下反应生成α-羟基腈的反应场所，静态混合器1设置有喷淋组件11、氰化氢进气口、进料口、出料口，静态混合器1的外部设有夹套(未画出)，夹套设有用于向夹套内加入冷却介质的开口，氰化氢进气口位于静态混合器1的顶部，进料口位于静态混合器1的上部，出料口位于静态混合器1的底部，喷淋组件11固定于静态混合器1的上部内壁，喷淋组件11可以为喷嘴。
本实施例的原理为：采用静态混合器替代现有技术中的釜式反应器，能够以纯度较低的氰化氢为原料进行反应，避免了采用釜式反应器须采用高纯氰化氢为原料、反应时间过长、反应剧烈、释放热量较多导致安全隐患等技术问题；同时，通过喷淋组件11能够控制喷淋密度，使液体物料能够最大限度地接触氰化氢气体进以便于使反应充分、完全进行，进而提高收率。
请继续参阅图1，循环罐2位于相邻上下游静态混合器1之间的连通管道上，最后一级静态混合器1的下游亦设置有循环罐2。循环罐2设置有进液口、出气口、出液口、混合液出口、取样口和和液位计(未画出)，循环罐2的底部设有开关阀。循环罐2的进液口连通相邻上游静态混合器1的出料口，循环罐2的出液口连通相邻上游静态混合器1的出料口。第一级循环罐2的出液口连通第一级静态混合器1的进料口。
请继续参阅图1，本实施例的生产系统还包括若干换热器3和若干循环泵4，换热器3和循环泵4位于循环罐2的混合液出口与本级静态混合器1的进料口之间的连通管道上，循环罐2的混合液出口与相邻上游静态混合器1的进料口之间的连通管道上亦设有换热器3。其中，换热器3用于冷却原料，避免由于温度过高导致的聚合或分解或副反应的发生。换热器3可以采用列管换热器、板式换热器等。
本实施例中，通过增设位于循环罐2的混合液出口与静态混合器1的进料口之间的连通管道上的换热器3，能够对原料降温，避免由于温度过高导致的聚合或分解或副反应的发生，快速带走反应过程中所释放的热量，避免反应过程中温度过高导致氢氰酸气体分解释放出氨，保证产品的纯度和收率。
请继续参阅图1，请继续参阅图1，本实施例的生产系统还包括气液分离器5和混合器6，其中，气液分离器5设有进料口、气体出口和液体出口，气液分离器5与最后一级循环罐2循环连通，具体的，气液分离器5的进料口连通最后一级循环罐2的出液口，气液分离器5的液体出口连通最后一级循环罐2的进液口，气液分离器5的气体出口连通尾气处理系统。混合器6与最后一级静态混合器1的进料口连通，混合器6与最后一级静态混合器1的进料口之间的连通管道上设置有换热器3。混合器6设有原料进口，通过原料进口能够向混合器6内加入新鲜的醛类物质和碱催化剂(例如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、有机碱、三乙胺、吡啶或二乙醇胺等)。混合器6可以采用液液混合器。
应理解的是，本申请中，所有连通管道上均设置有开关阀。
实施例2
采用实施例1的生产系统生产羟基乙腈(静态混合器的级别为共3级)，具体步骤如下：
S1.在一套安氏法合成氢氰酸的工业化反应装置中得到的氰化氢的质量百分比为9wt％的混合气，通过脱氨后温度降至20℃且氰化氢的质量百分比为9wt％的氰化氢合成气；
向所有循环罐2中按照质量比100：0.9加入重量含量为37％的原料甲醛和催化剂氢氧化钠，得到混合液，保证所有循环罐2的液位能够正常启动循环泵4，分别打开循环罐2底部的开关阀，启动循环泵进行循环，循环后混合液经换热器3换热后进入相应级别的静态混合器1中；
S2.控制第一静态混合的温度为10℃；
将脱氨后的氰化氢合成气通过入第一级静态混合器1中，氰化氢合成气中的氰化氢与经一级换热器3(所采用的的换热介质为温度为5℃的冷冻水)预冷至10℃并按照喷淋密度为80m3/(m2·h)的混合液进入在第一级静态混合器1中混合接触在催化剂的催化作用下反应生成α-羟基腈，氰化氢合成气中的氰化氢与甲醛的摩尔比为1：1，得到反应液；
在此过程中，喷淋组件11使醛类物质能够最大限度地接触氰化氢合成气以便于使反应充分、完全进行，进而提高收率；
反应液自第一级静态混合器1进入第一级循环罐2，经取样口取样，检测反应液的pH值、甲醛含量、氰化氢含量及氰化氢收率，经检测，pH值在6-7之间，甲醛(按照《SH/T1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测)未检出(即低于检测下限)，小于预设甲醛含量阈值0.5wt％，氰化氢(按照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测)未检出(即低于检测下限)，小于预设氰化氢含量阈值0.5wt％，且氰化氢收率(按照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》检测反应液中氰化氢的含量a，再按照公式计算氰化氢收率，式中，λ为氰化氢收率，w1为反应液中氰化氢即氢氰酸的含量，单位为wt％，m1为反应液的质量，单位为g，w2为通入第一级静态混合器1中的氰化氢合成气中氰化氢的含量，单位为wt％，m2为氰化氢合成气的质量)氰化氢收率为98.5％，大于预设收率阈值98％，将反应液送入下一级静态混合器中继续反应；
即达到反应终点，通过第一级循环泵2将反应液连续稳定采出含量为51.5wt％的羟基乙基溶液；
S3.控制第二静态混合器的温度为10℃；
第一级静态混合器1中未反应完的氰化氢合成气进入第二级静态混合器1，与来自经第二级换热器3(所采用的的换热介质为温度为5℃的冷水)预冷至10℃并按照喷淋密度为80m3/(m2·h)的混合液进入在第二级静态混合器1中混合接触在催化剂的催化作用下反应生成α-羟基腈，得到反应液；
在此过程中，喷淋组件11使醛类物质能够最大限度地接触氰化氢合成气进以便于使反应充分、完全进行，进而提高收率；
反应后，反应液经第二级循环罐2被送入第三级静态混合器1中，打开第二级换热器，控制经第二级换热后的混合液的温度为10℃；
当第二级循环罐2内的液体的料位达到60％左右，将反应液自第二级循环罐2底部经第二级循环泵4按照计量部分送至第一级换热器3中，另一部分送至第二级换热器3中继续进行循环反应；
S5.控制除第三静态混合器外的其他静态混合器的温度为10℃；
第二级静态混合器1中未反应完的氰化氢合成气被送入第三级静态混合器1中，与来自经第三级换热器3(所采用的的换热介质为温度为5℃的冷水)预冷至10℃并按照喷淋密度为80m3/(m2·h)的混合液进入在第三级静态混合器1中混合接触在催化剂的催化作用下反应生成α-羟基腈，得到反应液；随后反应液进入第三级循环罐2；
反应液经第二级循环罐2被送入第三级静态混合器1中，打开第三级换热器，控制经第三级换热器3换热后的混合液的温度为10℃，同时，控制混合液的pH在6-7之间；
当第三级循环罐2内的液体的料位达到60％左右，将反应液自第三级循环罐2底部经第三级循环泵4按照计量部分送至第二级换热器3中，另一部分送至第三级换热器3中继续进行循环反应；
极少量的未反应的氰化氢合成气经气液分离器5分离后液体回到第三级循环罐2，得到的尾气则送入尾气处理系统；
将新鲜甲醛与催化剂氢氧化钠按质量比100：0.9经混合器6混合后按计量连续通入第三级换热器3，使整个反应体系能稳定、连续的反应。
一级、二级、三级静态混合器与物料接触为快速反应，反应时间为1-2s，混合后的料液进入循环罐内继续反应。
生产过程中，采用静态混合器在低温下吸收反应，氢氰酸不易分解或聚合，反应条件温和，避免了釜式反应条件控制严格，反应过程中热量剧烈释放，危险系数高，易发生安全事故等情况；解决了降膜反应降膜管会出现“干管”的现象，影响氢氰酸气体与混合溶液的接触反应，以及降膜反应器设备尺寸比较大，设备占地面积广等问题。最终大幅提高了产品的吸收效率，降低了能耗，操作更简单。
实施例3
采用实施例1的生产系统生产2-羟基丁腈，具体而言，本实施例与实施例2的区别在于：
醛类物质采用丙醛；
在一套安氏法合成氢氰酸的工业化反应装置中得到的氰化氢的质量百分比为9.5wt％的混合气，通过脱氨后温度降至20℃且氰化氢的质量百分比为9.5％的氰化氢合成气；
氰化氢合成气中的氰化氢与丙醛的摩尔比为1.05：1；
静态混合器1中，混合液的喷淋密度为70m3/(m2·h)，调节混合液的pH至5-5.5；
经第一级静态混合器1反应后，第一级循环罐2的反应液中，丙醛未检出，氰化氢未检出(即低于检测下限)，氰化氢的收率为99％。
其中，氢氰酸含量按照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》，丙醛含量参照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测，在实际检测过程中，将甲醛的分子量30.02替换成丙醛的分子量50.08；2-羟基丁腈的含量参照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测，在实际检测过程中，将2-羟基乙腈的分子量57.05替换成2-羟基丁腈的分子量85.10。
一级、二级、三级静态混合器与物料接触为快速反应，反应时间为1-2s，混合后的料液进入循环罐内继续反应。
生产过程中，采用静态混合器在低温下吸收反应，氢氰酸不易分解或聚合，反应条件温和，避免了釜式反应条件控制严格，反应过程中热量剧烈释放，危险系数高，易发生安全事故等情况；解决了降膜反应降膜管会出现“干管”的现象，影响氢氰酸气体与混合溶液的接触反应，以及降膜反应器设备尺寸比较大，设备占地面积广等问题，最终大幅提高了产品的吸收效率，降低了能耗，操作更简单。
实施例4
采用实施例1的生产系统生产2-羟基戊腈，具体而言，本实施例与实施例2的区别在于：
醛类物质采用正丁醛；
氰化氢合成气中的氰化氢与正丁醛的摩尔比为0.95：1；
静态混合器1中，混合液的喷淋密度为70m3/(m2·h)，调节混合液的pH至6.5；
经第一级静态混合器1反应后，第一级循环罐2的反应液中，正丁醛含量＜0.5wt％，氰化氢未检出，氰化氢未检出，正丁醛转化率为99％。
其中，氢氰酸含量按照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》，正丁醛含量参照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测，在实际检测过程中，将甲醛的分子量30.02替换成正丁醛的分子量72.11；2-羟基戊腈的含量参照《SH/T 1803-2016工业用羟基乙腈中羟基乙腈、甲醛和氢氰酸含量的测定》进行检测，在实际检测过程中，将2-羟基乙腈的分子量57.05替换成2-羟基戊腈的分子量99.13。
一级、二级、三级静态混合器与物料接触为快速反应，反应时间为1-2s，混合后的料液进入循环罐内继续反应。
生产过程中，采用静态混合器在低温下吸收反应，氢氰酸不易分解或聚合，反应条件温和，避免了釜式反应条件控制严格，反应过程中热量剧烈释放，危险系数高，易发生安全事故等情况；解决了降膜反应降膜管会出现“干管”的现象，影响氢氰酸气体与混合溶液的接触反应，以及降膜反应器设备尺寸比较大，设备占地面积广等问题，最终大幅提高了产品的吸收效率，降低了能耗，操作更简单。
对比例1
本对比例与对比例2的区别在于：
采用釜式反应器替代静态混合器1；
第一级釜式反应器内的反应时间为2.5h，第二级釜式反应器内的反应时间为2.5h，第三级釜式反应器内的反应时间为2.5h，反应总时间为7.5h。
在生产过程中，释放的热量不能快速带走，易导致设备超温超压。
对比例2
本对比例与对比例2的区别在于：
控制静态混合器1的温度为22℃。
一级、二级、三级静态混合器与物料接触为快速反应，反应时间为1-2S，混合后的料液进入循环罐内继续反应。若静态混合器温度控制在22℃。在生产过程中，首先氰化氢气体易分解，影响反应效率，其次反应过程中释放的热量不能快速带走，易导致设备超温超压。
对比例3
本对比例与对比例2的区别在于：
经第一级换热器3、第二级换热器3、第三级换热器换热后混合液被预冷至20℃。
一级、二级、三级静态混合器与物料接触为快速反应，反应时间为1-2s，混合后的料液进入循环罐内继续反应。若一级、二级、三级换热器换热后混合液预冷温度控制在20℃。在生产过程中，会增大反应液的反应速率，其次，反应过程中释放的热量不能快速带走，易导致设备超温和超压。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种α-羟基腈的生产方法，其特征在于，所述生产方法于串联的若干级静态混合器中进行，所述生产方法包括：
S1.将醛类物质和催化剂混合，得到混合液，将所述混合液加入第一级静态混合器中，向所述第一级静态混合器中通入氰化氢合成气，以使醛类物质和氰化氢发生反应，得到反应液；
S2.将未反应完的氰化氢合成气送入下一级静态混合器与预先加入下一级静态混合器中的混合液中继续反应。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述醛类物质包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和戊醛中的至少一种；
和/或，步骤S1中，所述催化剂包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、有机碱、三乙胺、吡啶和二乙醇胺中的至少一种；
和/或，步骤S1中，所述醛类物质与催化剂的质量比为100：0.5-1.5；
和/或，步骤S1中，所述氰化氢合成气中，氰化氢的含量为3wt％-11wt％。
3.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1中，所述醛类物质与氢氰酸的摩尔比为1：0.9-1.2；
和/或，步骤S1中，将混合液冷却至10-18℃后，再加入第一级静态混合器中；
和/或，步骤S2中，将未反应完的氰化氢合成气送入下一级静态混合器与预先加入下一级静态混合器中的温度为10-18℃混合液中继续反应。
4.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2中，将所述混合液通过喷淋方式加入静态混合器中；
和/或，步骤S1和步骤S2中，所述静态混合器的温度为10-20℃。
5.如权利要求4所述的生产方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2中，所述混合液的喷淋密度为20-110m3/(m2·h)。
6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤S1之后、S2之前，所述生产方法还包括：检测所述反应液的pH值、醛类物质含量、氰化氢含量及氰化氢收率，若所述反应液的pH为5-7，醛类物质含量小于或等于预设醛类物质含量阈值，氰化氢含量小于或等于预设氰化氢含量阈值，且氰化氢收率大于或等于预设收率阈值，将所述反应液送入下一级静态混合器中继续反应。
7.一种α-羟基腈的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括：若干级串联的静态混合器，所述静态混合器设置有喷淋组件，所述静态混合器之间的连通管道上设有开关阀。
8.如权利要求7所述的生产系统，其特征在于，所述静态混合器设置有进料口和出料口，相邻上下游所述静态混合器之间的连通管道上设置有循环罐，所述循环罐设置有进液口、出气口、出液口和混合液出口，所述混合液出口连通相邻上游静态混合器的进料口；
和/或，所述生产系统还包括气液分离器，所述气液分离器与最后一级循环罐循环连通。
9.如权利要求8所述的生产系统，其特征在于，所述混合液出口与所述进料口之间的连通管道上设置有换热器；
和/或，所述混合液出口与换热器之间的连通管道上设置有循环泵。
10.如权利要求9所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还用于向最后一级静态混合器加入混合液的混合器，所述混合器连通最后一级静态混合器的进料口。
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