[发明专利]一种制备聚甲氧基二甲醚的反应装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种制备聚甲氧基二甲醚的反应装置。

背景技术

现有技术中，例如公开号为CN202808649的专利申请中，公开了一种制备聚甲氧基二甲醚的系统装置，包括：反应系统、减压闪蒸系统、萃取系统、碱洗系统、精馏分离系统；其中：反应系统包括进料混合器、环管式反应器、反应器循环泵、调压罐，循环冷却器；反应系统以离子液作催化剂，采用环管式反应器实现聚甲氧基二甲醚生产，环管式反应器外侧均设有夹套，蒸汽、热水或冷却水循环在夹套中进行加热、恒温或撤热；环管式反应器外部同时设有循环管路和循环冷却器，通过控制循环冷却器的冷却水量控制环管式反应器的入口温度，所述反应系统还包括稳压系统，稳压系统包括与管式反应器连通的调压罐，从环管式反应器的出口引出一股物料通过管道送至调压罐控制环管式反应器的压力，调压罐设有高压氮气减压阀和调节阀，调压罐放空管线上设有压力调节阀以控制环管式反应器的压力，两组调节阀采用分程控制，两组调节阀通过分程调节高压氮气和放空阀来控制环管式反应器的压力；环管式反应器中设有混合元件，一方面保持物料和催化剂的充分混合，另一方面是强化传热效果，维持反应稳定的进行。

物料在反应器中进行反应时，适当的温度和压力能够提高反应的产率，使反应进行的更加平稳。物料的充分混合和循环，一方面能够调节反应的剧烈程度，间接保证反应系统的平稳；另一方面可以有效地利用离子液体催化剂，提高催化效率。

聚甲氧基二甲醚合成反应的物料包括甲醇、三聚甲醛和催化剂等，属于聚合反应，反应器从入口到出口的各个位置的温度和压力的分布是不相同的。现有的反应器的设计存在以下缺陷：第一，突发情况下，物料尤其是三聚甲醛会有一定的概率发生倒流，造成物料损失，影响整个系统稳定性，并且，一旦物料倒流，倒流物料中含有催化剂，倒流物料所经的管线或设备中物料聚合，很难清理；第二，单一的、不分层次和级别的环管反应器、温度调节装置和压力调节装置，使得对反应的控制不够精准和迅速，对温度和压力的调节缓慢而且效果比较差，造成反应的进程难以控制且产率较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种制备聚甲氧基二甲醚的反应装置和方法，以解决上述的问题至少之一。

本申请提供一种制备聚甲氧基二甲醚的反应装置，其特征在于，包括：原料进料管路、反应器和物料循环处理装置；所述反应器设置有物料入口和物料出口，所述物料循环处理装置包括冷却器和缓冲罐；所述原料进料管路与所述反应器的所述物料入口连接，所述冷却器设置在所述反应器的所述物料出口和所述缓冲罐的循环物料入口之间，所述物料出口和所述冷却器之间设置有一用于输出产品的分支出口；所述缓冲罐的底部设置有与所述反应器的物料入口直接或间接相连的循环物料出口，所述缓冲罐顶端设置有三聚甲醛入口。

优选的，所述缓冲罐内部分为气相区和液相区，所述缓冲罐顶端的三聚甲醛入口设置在所述气相区。

优选的，所述缓冲罐的循环物料入口设置在与气相区对应的位置。

优选的，所述循环物料出口与所述反应器的所述物料入口之间还设置有物料循环泵；所述原料进料管路上设置有静态混合器。

优选的，所述物料循环泵的出口与所述反应器的所述物料入口通过管路直接相连接。

优选的，所述原料进料管路上设置有循环物料回料口，所述循环物料回料口设置在所述静态混合器的入口之前的管路上，或设置在所述静态混合器上，或设置在所述静态混合器的出口和所述反应器的所述物料入口之间的管路上，所述物料循环泵的出口连接至所述循环物料回料口。

优选的，所述反应器为环管反应器，优选地，所述环管反应器为二级以上的多级环管反应器，各级环管反应器均顺次连接；更优选地，各级环管反应器设置有一个或多个入口以及一个或多个出口，上一级环管反应器的一个出口与下一级环管反应器的一个入口通过管路连接。

优选的，所述各级环管反应器外侧设置有控温夹套，所述控温夹套内循环有可进行热交换的介质；上一级所述多级环管反应器的出口与下一级所述多级环管反应器的入口之间设置压力调节罐。

优选的，所述物料循环处理装置设置在最后一级所述多级环管反应器的出口和第一级所述多级环管反应器的入口之间。

优选的，所述物料循环处理装置设置在最后一级所述多级环管反应器的出口和其他一级或多级所述多级环管反应器的入口之间。