CN117884055A - 一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及异丙苯液相氧化技术领域，公开了一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法。该系统包括微混合器(3)、微通道反应器(4)、恒温装置(5)、循环冷却装置(6)、气液分相器(7)、气相色谱分析装置(9)和液相色谱分析装置(10)，其中，所述微混合器(3)和所述微反应器(4)设置在所述恒温装置(5)内。按照本发明所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法，无需使用任何催化剂和助剂，在保证过氧化氢异丙苯高选择性的同时，能够显著提升异丙苯液相氧化效率，有效缩短反应时间，同时操作流程简单，可控性强，可以实现连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及异丙苯液相氧化技术领域，具体涉及一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法。
背景技术
苯酚作为一种重要的化工原料，常用于制备化工中间体和多种精细化学品，如环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯、水杨酸等。目前，工业上90％以上的苯酚都是通过异丙苯氧化工艺路线合成，同时联产丙酮。主要生产步骤可归纳如下：(1)苯与丙烯发生烷基化反应生成异丙苯；(2)异丙苯被空气氧化成过氧化氢异丙苯(CHP)；(3)酸性条件下分解CHP，生成等摩尔量的苯酚和丙酮。其中，异丙苯的氧化过程是影响苯酚纯度和收率的关键步骤。然而，传统的异丙苯氧化工艺存在着诸多缺陷，如反应过程速率缓慢、目的产物选择性偏低等问题。近年来，国内外对异丙苯氧化过程的研究主要集中在提高转化率和选择性上，反应温度和压力较高，成本也较高，且由于异丙苯氧化反应机理较为复杂，本质上属于慢反应过程，改进工艺条件的作用也十分有限。
催化剂的使用虽然能够显著提高氧化效率，但会使工艺变得更加复杂，催化剂的分离和再利用方面的许多问题仍然存在。非催化氧化在工业应用中得到了更广泛的应用，但它的初始反应速度很慢，存在较长的诱导期，不利于大规模生产。
为克服上述技术问题，工业生产采用低含量的CHP作为引发剂，加快自由基链式反应，达到缩短或消除诱导期的目的。此外，氧化过程中通常会产生少量有机酸，导致CHP分解，从而降低CHP的收率。为防止发生副反应(副产物如2-苯基-2-丙醇(PP)和苯乙酮(AP))和CHP的过度分解，通常控制异丙苯的转化率低于30％，但是氧化速率较慢、反应设备能耗较大等问题仍然没有得到显著改善。
专利申请CN110437117B公开了一种异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物的方法，在α-甲基苯乙烯二聚体的存在下，异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物，异丙苯的转化率得到了提升，当同时加入α-甲基苯乙烯二聚体和副产物抑制剂后，可以在增加异丙苯转化率的同时有效降低甲基苯基酮的选择性，工艺原子经济性好，副产少。但是该发明向反应系统内引入了α-甲基苯乙烯二聚体和副产物抑制剂，对反应体系的具体影响尚不明晰。
专利申请CN112830865A公开了一种基于微界面强化异丙苯制备苯酚的系统及工艺，包括过氧化异丙苯合成单元、浓缩单元、分解单元、纯化单元和微界面发生器。通过加装微界面发生器对氧气进行处理，破碎氧气使其形成微米尺度的微米级气泡，使氧气微米级气泡与异丙苯混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，提高氧气和异丙苯的反应效率，提高异丙苯利用率，降低苯酚的生产成本。但该发明为实现微米级气泡，设备能耗较高，且涉及氧气，存在一定的燃爆风险。
发明内容
本发明旨在提供一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法。相比传统的以氧化塔、搅拌釜等间歇反应器为核心的反应系统存在反应效率慢，氧化效率低、副产物多等难题，本发明依靠微反应器优良的传质、传热特性，突出的混合优势和可靠的安全性能，在保证过氧化氢异丙苯高选择性的同时，能够显著提升异丙苯液相氧化效率，有效缩短反应时间，同时操作流程简单，可控性强，可以实现连续生产。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统，该系统包括：微混合器、微通道反应器、恒温装置、循环冷却装置、气液分相器、气相色谱分析装置和液相色谱分析装置，其中，所述微混合器和所述微反应器设置在所述恒温装置内，含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置中进行淬冷，然后进入气液分相器中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置进行液相色谱分析。
优选地，所述微混合器为微孔分散混合器，通过所述微孔分散混合器形成的气液混合物中包含微米级分散的气泡群。
优选地，所述系统还包括高速在线显微装置，用于在线观测所述微通道反应器中的气液两相混合和流动情况。
优选地，所述微通道反应器为微通道反应盘管。
优选地，所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料通过平流泵并经由第一预热管预热后进入所述微混合器。
优选地，所述第一预热管设置在所述恒温装置内。
优选地，所述含有氧气的气相物料通过质量流量计并经由第二预热管预热后进入所述微混合器。
优选地，所述第二预热管设置在所述恒温装置内。
优选地，所述恒温装置为恒温油浴。
优选地，所述气液分相器的气相出口设置有背压阀，用于调控反应系统中的压力。
本发明第二方面提供了一种过氧化氢异丙苯的连续合成方法，该方法在前文所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统中实施，所述方法包括：使含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置中进行淬冷，然后进入气液分相器中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置进行液相色谱分析。
优选地，在所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料中，所述过氧化氢异丙苯的含量为0-7重量％，优选为5-6重量％；所述异丙苯的含量为93-100重量％，优选为94-95重量％。
优选地，所述微通道反应器中的反应条件包括：反应温度为90-130℃，优选为120-130℃；反应压力为0.2-1MPa，优选为0.5-0.8MPa。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
(1)相比传统的间歇反应系统，本发明所述的系统体积小，占地面积小，微反应器极小的特征尺寸有利于快速移热，避免热量的积累和危险物料的滞留，大大降低安全风险；
(2)本发明所述的系统可以实现在连续操作模式下作业，操作流程简单，自动化程度高，还具有优越的放大潜能；
(3)本发明所述的系统能够实现反应时间的精确控制，微尺度下反应器内部主要以轴向扩散为主，基本不受返混的影响，且由于优良的传质传热特性，能够避免某些副反应的发生，获得更高的目的产物选择性；
(4)本发明所述的系统能够使反应物料瞬间达到均一、稳定状态，弥补了常规机械搅拌效率低、分散效果差、机械能耗高等不足，极大地提升了混合效率。
附图说明
图1是本发明所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统的示意图。
附图标记说明
1、平流泵；2、质量流量计；3、微混合器；4、微通道反应器；5、恒温装置；6、循环冷却装置；7、气液分相器；8、背压阀；9、气相色谱分析装置；10、液相色谱分析装置；11、高速在线显微装置；12、第一预热管；13、第二预热管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
本发明提出的过氧化氢异丙苯的连续合成系统是一种微通道连续合成过氧化氢异丙苯的系统，其主要包括混合单元、反应单元、淬冷单元、气液分离单元以及在线测试分析单元五个部分，其中，所述混合单元为微混合器，所述反应单元为微通道反应器，所述淬冷单元为循环冷却装置，所述气液分离单元为气液分相器，所述在线测试分析单元为气相色谱分析装置和液相色谱分析装置。本发明所述的系统通过采用微流控技术能够显著提升异丙苯液相氧化效率，有效缩短异丙苯氧化反应时间，同时具备高选择性、本质安全性，可以实现连续生产。
如图1所示，本发明所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统包括微混合器3、微通道反应器4、恒温装置5、循环冷却装置6、气液分相器7、气相色谱分析装置9和液相色谱分析装置10，其中，所述微混合器3和所述微反应器4设置在所述恒温装置5内。所述微混合器3的出口与所述微通道反应器4的进口连接，所述微通道反应器4的出口段管路置于所述循环冷却装置6中，降温冷却后再进入所述气液分相器7进行气液分离，所述气相色谱分析装置9与所述气液分相器7的气相出口连接，所述液相色谱分析装置10与所述气液分相器7的液相出口连接。
按照本发明所述的系统，含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器3中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器4中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置6中进行淬冷，然后进入气液分相器7中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置9进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置10进行液相色谱分析。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述微混合器3为微孔分散混合器。通过所述微孔分散混合器形成的气液混合物中包含微米级分散的气泡群，使得所述气相物料和所述液相物料能够充分均匀混合。在本发明中，所述微孔分散混合器的主体材质可以为不锈钢。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述系统还包括高速在线显微装置11。所述高速在线显微装置11用于在线观测所述微通道反应器4中的气液两相混合和流动情况。所述高速在线显微装置11可在线观测反应过程中气泡形态和运动行为，并根据观测的结果及时调控气液两相流型和气泡尺寸。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述微通道反应器4为微通道反应盘管。进一步优选地，所述系统中包括至少三种不同长度的微通道反应盘管备用，从而能够实现精确控制反应停留时间。在本发明中，所述微通道反应盘管的材质可以为可溶性聚四氟乙烯(PFA)，其具有耐高温、耐腐蚀、耐老化、高透明性的优点。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料通过平流泵1并经由第一预热管12预热后进入所述微混合器3。进一步优选地，所述第一预热管12设置在所述恒温装置5内。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述含有氧气的气相物料通过质量流量计2并经由第二预热管13预热后进入所述微混合器3。进一步优选地，所述第二预热管13设置在所述恒温装置5内。
在本发明所述的系统中，所述恒温装置5可以为恒温油浴。
在本发明所述的系统中，在优选情况下，所述气液分相器7的气相出口设置有背压阀8，用于调控反应系统中的压力。
本发明还提供了在上述过氧化氢异丙苯的连续合成系统中实施的过氧化氢异丙苯的连续合成方法，该方法包括：使含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器3中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器4中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置6中进行淬冷，然后进入气液分相器7中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置9进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置10进行液相色谱分析。
在本发明所述的方法中，通过所述恒温装置5调控所述微混合器3和所述微通道反应器4中的物料的温度，使所述微通道反应器4中的反应物料在恒定可控的温度下进行反应。
在本发明所述的方法中，在具体操作过程中，先将恒温装置5加热至设定温度，接着进液相物料和气相物料，进料过程中通过高速在线显微装置11在线观测微通道反应器4中的气液两相混合和流动情况，在观察到所述微通道反应器4中气液流通正常后，调节背压阀8，设置预定的反应压力，待示数(压力)稳定后，调节气体流量和液体流量至预定值。
在本发明所述的方法中，所用的反应原料主要包括异丙苯、过氧化异丙苯(CHP)以及氧气或空气。
在本发明所述的方法中，所述含有氧气的气相物料可以为氧气或空气，优选为纯氧气。
在本发明所述的方法中，在所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料中，所述过氧化氢异丙苯的含量可以为0-7重量％，优选为5-6重量％；所述异丙苯的含量可以为93-100重量％，优选为94-95重量％。
在本发明所述的方法中，所述气相物料与所述液相物料的进料体积比为10-50：1，优选为20-40：1。
在本发明所述的方法中，所述微通道反应器4中的反应条件可以包括：反应温度为90-130℃，优选为120-130℃；反应压力为0.2-1MPa，优选为0.5-0.8MPa。
异丙苯氧化工艺作为苯酚生产工艺的关键一环，同时也是环氧丙烷(CHPPO)工艺的重要步骤之一，正受到越来越多的学者和科研工作者的关注和讨论。异丙苯的传统工业氧化多采用鼓泡塔、泡罩塔式氧化塔等，反应时间长，反应速率慢，空气氧化深度不高(20～30％)，生产效率较低。为了获得更高的生产效益，本发明提供了一种安全、高效、可控的过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法，使用纯氧为氧化剂，显著提高反应效率，且操作流程简单，无需添加任何催化剂和助剂。利用微反应器的优势设计和改进异丙苯氧化反应系统，达到提高反应的选择性和目的产物收率的目的，从而节省苯酚工艺流程的生产成本，获得更高的生产利润，环境污染较小，工业前景良好。
下面通过实施例来进一步说明本发明所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可商购得到。
以下实施例中所用的反应系统如图1所示，具体包括平流泵1、质量流量计2、微混合器3、微通道反应器4、恒温装置5、循环冷却装置6、气液分相器7、背压阀8、气相色谱分析装置9、液相色谱分析装置10、高速在线显微装置11、第一预热管12和第二预热管13，其中，微混合器3、微通道反应器4、第一预热管12和第二预热管13设置在所述恒温装置5内，其中，含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料通过平流泵1并经由第一预热管12预热后进入所述微混合器3，含有氧气的气相物料通过质量流量计2并经由第二预热管13预热后进入所述微混合器3，所述液相物料与所述气相物料在所述微混合器3中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器4中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置6中进行淬冷，然后进入气液分相器7中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置9进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置10进行液相色谱分析，其中，所述背压阀8设置在所述气液分相器7的气相出口，所述微混合器3为微孔分散混合器，所述微通道反应器4为微通道反应盘管，所述恒温装置5为恒温油浴，所述高速在线显微装置11用于在线观察和获取所述微混合器3出口和微通道反应器4中的微米级气泡显微照片和气泡尺寸。
实施例1
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度90℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率32.2％，CHP产率30.6％。
实施例2
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度100℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率41.3％，CHP产率38.9％。
实施例3
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度110℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率49.2％，CHP产率46.2％。
实施例4
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度120℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率53.6％，CHP产率49.3％。
实施例5
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率55.6％，CHP产率50.6％。
实施例6
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.8MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率57.9％，CHP产率51.5％。
实施例7
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为1.0MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率58.4％，CHP产率51.7％。
实施例8
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.2MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率52.0％，CHP产率48.3％。
实施例9
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有5wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续2h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率42.2％，CHP产率39.6％。
实施例10
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有7wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续1h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率20.6％，CHP产率19.1％。
实施例11
(1)在异丙苯中添加过氧化异丙苯(CHP)，配制成含有2wt％CHP的液相物料，超声混合均匀备用。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续3h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率33.1％，CHP产率29.2％。
实施例12
(1)使用纯异丙苯作为液相物料。
(2)在恒温油浴中打开电源，设定加热温度130℃，开始加热。待达到设定温度后，通过装有氧气的气瓶进料氧气，通过平流泵进料上述液相物料。
(3)观察到微通道反应盘管中气、液相流通正常后，调节背压阀，设定压力为0.5MPa；待示数稳定后，调节气体流量为15mL/min，液体流量为0.5mL/min。
(4)待气液流动稳定后，开始计时，反应持续6h，之后将分离出的液相产物送去液相色谱分析，将分离出的气相产物进行在线气相色谱分析。分析测试结果为：异丙苯转化率18.4％，CHP产率16.3％。
由上述实施例可以看出，按照本发明所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统和方法，无需使用任何催化剂和助剂，在保证过氧化氢异丙苯高选择性的同时，能够显著提升异丙苯液相氧化效率，有效缩短反应时间，同时操作流程简单，可控性强，可以实现连续生产。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种过氧化氢异丙苯的连续合成系统，其特征在于，该系统包括：微混合器(3)、微通道反应器(4)、恒温装置(5)、循环冷却装置(6)、气液分相器(7)、气相色谱分析装置(9)和液相色谱分析装置(10)，其中，所述微混合器(3)和所述微反应器(4)设置在所述恒温装置(5)内，
含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器(3)中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器(4)中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置(6)中进行淬冷，然后进入气液分相器(7)中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置(9)进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置(10)进行液相色谱分析。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微混合器(3)为微孔分散混合器，通过所述微孔分散混合器形成的气液混合物中包含微米级分散的气泡群。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括高速在线显微装置(11)，用于在线观测所述微通道反应器(4)中的气液两相混合和流动情况。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述微通道反应器(4)为微通道反应盘管。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其特征在于，所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料通过平流泵(1)并经由第一预热管(12)预热后进入所述微混合器(3)；
优选地，所述第一预热管(12)设置在所述恒温装置(5)内。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述含有氧气的气相物料通过质量流量计(2)并经由第二预热管(13)预热后进入所述微混合器(3)；
优选地，所述第二预热管(13)设置在所述恒温装置(5)内。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述恒温装置(5)为恒温油浴。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述气液分相器(7)的气相出口设置有背压阀(8)，用于调控反应系统中的压力。
9.一种过氧化氢异丙苯的连续合成方法，其特征在于，该方法在权利要求1-8中任意一项所述的过氧化氢异丙苯的连续合成系统中实施，所述方法包括：使含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料与含有氧气的气相物料在所述微混合器(3)中进行混合，形成的气液混合物进入所述微通道反应器(4)中进行反应，得到的反应混合物进入所述循环冷却装置(6)中进行淬冷，然后进入气液分相器(7)中进行气液分离，分离出的气相产物通过所述气相色谱分析装置(9)进行在线气相色谱分析，分离出的液相产物通过所述液相色谱分析装置(10)进行液相色谱分析。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述含有异丙苯和过氧化氢异丙苯的液相物料中，所述过氧化氢异丙苯的含量为0-7重量％，优选为5-6重量％；所述异丙苯的含量为93-100重量％，优选为94-95重量％。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述微通道反应器(4)中的反应条件包括：反应温度为90-130℃，优选为120-130℃；反应压力为0.2-1MPa，优选为0.5-0.8MPa。
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