[发明专利]一种基于微界面强化碳四加氢的系统及工艺

权利要求书

1.一种基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，包括：

碳四加氢单元，用以为氢气和1,3-丁二烯提供反应场所；

物料换热单元，与所述碳四加氢单元相连，用以为氢气和1,3-丁二烯进行换热处理，并对其进行定量传输；

冷却分离单元，与所述碳四加氢单元相连，用以为对碳四加氢单元输出物料进行冷却并处理；

精馏单元，与所述冷却分离单元相连，用以为对冷却分离单元输出物料进行精馏；

微界面发生器，设置在所述碳四加氢单元内，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相组分氢气，使气相气破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高气相组分氢气与液相组分1,3-丁二烯的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将液相组分与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化气液组分的传质效率和反应效率。

2.根据权利要求1所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，其设置在所述碳四加氢单元的反应区内，用以将氧气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反应区内与液相组分1,3-丁二烯混合形成气液乳化物。

3.根据权利要求1所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述碳四加氢单元包括：

碳四加氢反应器，用以为氢气和1,3-丁二烯提供反应场所；

氢气进料管道，其设置在所述碳四加氢反应器的侧壁并与所述微界面发生器相连，用以将氢气输送至微界面发生器内，并使微界面发生器对氢气进行破碎；

1,3-丁二烯进料管道，其设置在所述碳四加氢反应器的侧壁并位于所述氢气进料管道上方，用以将1,3-丁二烯输送至碳四加氢反应器内；

催化剂进料口，其设置在所述碳四加氢反应器的侧壁并位于所述1,3-丁二烯进料管道上方，用以将催化剂输送至碳四加氢反应器内。

4.根据权利要求3所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述物料换热单元包括：

气液换热器，其设置在所述氢气进料管道上，用以对气相组分氢气水浴控温，以使氢气维持在预设温度范围内；

液液换热器，其设置在所述1,3-丁二烯进料管道上，用以对液相组分1,3-丁二烯进行水浴控温，以使1,3-丁二烯维持在预设温度范围内。

5.根据权利要求3所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述物料换热单元还包括：

质量流量计，其设置在所述氢气进料管道上，用以对氢气进行质量流量检测；

第一计量泵，其设置在所述1,3-丁二烯管道上，用以为将1,3-丁二烯定量泵入碳四加氢反应器内。

6.根据权利要求1所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述冷却分离单元包括：

冷却器，其与所述碳四加氢单元相连，用以对碳四加氢单元输出物料进行冷却处理；

分离罐，其与所述冷却器相连，用以脱除冷却器输出物料中不凝气相组分，实现气液分离；

冷却夹套，其设置在所述分离罐的外侧壁上，用以对分离罐内物料进行循环冷却。

7.根据权利要求5所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述冷却分离单元还包括：

回流管路，所述回流管的进料端与所述分离罐的底端相连，所述回流管的出料端与所述碳四加氢反应器相连，用以将分离罐内部分物料回输入碳四加氢反应器内，稀释1,3-丁二烯浓度，调控反应温度；

第二计量泵，其设置在所述回流管路上，用以将回流管路内物料定量泵入碳四加氢反应器内。

8.根据权利要求1所述的基于微界面强化碳四加氢的系统，其特征在于，所述精馏单元包括：

精馏塔，其与所述冷却分离单元相连，用以为对冷却分离单元输出液相物料进行精馏处理；

冷凝器，其与所述精馏塔相连，用以对精馏塔输出气相物料进行冷却处理；

1,3-丁二烯缓存罐，其与所述冷凝器相连通，用以缓存1,3-丁二烯。