[发明专利]一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的反应装置和方法

权利要求书

1.一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的反应装置，其特征在于包括：

壳程筒体（1），顶面和底面分别为管板（101）；所述管板上布设有列管孔（102）；管板的中心区域和边缘区域分别为中心圆形非布管区（103）、边缘环形非布管区（104）；

若干列管（2），轴向设于所述壳程筒体内，所述列管内用于填充催化剂，列管两端分别与壳程筒体顶面和底面管板的列管孔连通；每根列管内设有若干轴向设置的内翅片（203），所述内翅片在列管横截面上呈等角度分布；

若干圆形导流板（3）和环形导流板（4），轴向交错设于壳程筒体内构成曲折状的撤媒流道；所述圆形导流板的外径与所述边缘环形非布管区的内径对应；所述环形导流板的内径与所述中心圆形非布管区的外径对应；

撤媒进口（5）和撤媒出口（6），直接或间接设于壳程筒体的外侧壁上；

上封头（7），盖设于壳程筒体的顶部，所述上封头上设有进料口（9）或出料口（10）；

下封头（8），盖设于壳程筒体的底部，所述下封头上设有出料口或进料口；

进料分布板（11），设于壳程筒体的顶面或底面与进料口之间；

所述壳程筒体的外侧壁圆周上设有一对或多对环形通道（12）；壳程筒体的外侧壁圆周上对应环形通道处均匀分布有撤媒通孔（105）；环形通道外侧沿圆周方向设有多个撤媒进口或撤媒出口，且每个撤媒进口与壳程筒体之间设有进料挡板（107）。

2.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，每根所述列管内的两端分别设有弹簧支托（201），所述弹簧支托的内端填充有惰性瓷球（202），两端的惰性瓷球之间用于填充催化剂。

3.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述内翅片的数量为2~16片，翅化比为1.3~4.0。

4.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述边缘环形非布管区与中心圆形非布管区的面积比为1~1.5:1。

5.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，

设有一对环形通道的方案：两个环形通道分别设于壳程筒体靠近顶面和底面的外侧壁上，所述撤媒进口和撤媒出口分别设于其中一个环形通道上；

设有多对环形通道的方案：多对环形通道沿壳程筒体轴向依次排列，所述撤媒进口和撤媒出口分别设于每对其中一个环形通道上；壳程筒体内位于相邻对的环形通道的位置设有壳程中间隔板（106）隔离。

6.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述进料挡板为弧形或八字形。

7.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述进料分布板非对应所述边缘环形非布管区和中心圆形非布管区的区域均匀分布有分布板通孔（1101）。

8.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述上封头和下封头为球冠封头型式。

9.一种丙烯醛水合制备3-羟基丙醛的方法，其特征在于，以权利要求1-8之一所述反应装置为主体完成水合反应，将催化剂装填于列管中，撤热介质从撤媒进口进料，从撤媒出口出料；将丙烯醛与水的混合液从进料口进料，流经列管内的催化剂，从出料口出料，得到3-羟基丙醛。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述丙烯醛与水的混合比为1:12~1:3，反应空速为0.75~2.7 hr^-1，反应温度为30~80℃，反应压力为0.1~0.5MPa。