[实用新型]一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统

说明书

本实用新型涉及一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统，包括：反应器、第一微界面发生器和第二微界面发生器等。本实用新型通过微界面发生器破碎丙烯使其形成微米尺度的微米级气泡与反应物去离子水混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，微米级气泡能够与去离子水充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的去离子水与丙烯充分接触，同时两者与催化剂充分接触，有效提高制备异丙醇的转化率和效率。

技术领域

本实用新型涉及异丙醇制备技术领域，尤其涉及一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统。

背景技术

烯烃可通过水合变为相应的醇，常用的方法主要有间接水合法和直接水合法，其中间接水合法需要将烯烃进行酯化和水解，此反应以浓硫酸作为介质，浓硫酸消耗量巨大，废液处理量大，对设备腐蚀严重，因此新工业生产装置基本不再采用此方法。

异丙醇为无色透明挥发性液体，可与水混溶，也可溶于醇、醚、苯、氯仿等，对树脂、橡胶等有机物与无机物有溶解性，具有乙醇、丙酮等有机物相似的气味。异丙醇有着广泛的工业用途，可以作为化工原料生产异丙醚、丙酮、过氧化氢等，也可以作为高效的溶剂，提取天然物质中有效成分，被广泛应用于医药生产等行业，同时还可以作为调和汽油的添加剂、清洁剂、脱水剂、防冻剂等，也可用作护肤品，应用于化妆品行业。

气相直接水合法最早由德国维巴公司所开发，现有气相直接水合法生产异丙醇工艺过程为液态丙烯、去离子水和循环丙烯气体一起通入反应器，反应温度180～260℃，反应压力2～2.5Mpa，丙烯气体在催化剂作用下与去离子水反应生成异丙醇，后反应产物经水洗精馏等流程进行精制即可。

该工艺对环境污染小，相对于间接水合法工艺流程更为简单而被广泛应用，但该方法在使用过程中存在明显缺点与不足：

在丙烯气体和去离子水接触过程中，气液两项混合，产生较大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，并且影响与催化剂的接触，降低异丙醇转化率，丙烯单程转化率只有6％～7％。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统，用以提高现有技术中制备异丙醇的转化率和效率。

本实用新型提供一种浸没式丙烯水合微界面强化反应系统，包括：

反应器，用以为去离子水和丙烯提供反应场所制备异丙醇，所述反应器内设置有催化剂放置器，所述催化剂放置器呈圆柱环状且与所述反应器同轴，所述催化剂放置器的内外侧壁上分别均匀设置有小孔，所述催化剂放置器的上下端面由环状盲板封闭，所述催化剂放置器的空腔内装载有催化剂，所述催化剂放置器浸没于反应物中，所述反应器由全混流反应区和回流反应区组成；所述全混流反应区，其设置在所述反应器的下方，用以装载去离子水、丙烯和催化剂并为丙烯水合反应提供反应空间；所述回流反应区，其设置在所述反应器的上方，用以将未反应的丙烯进行回流处理并使未反应的丙烯与去离子水再次进行反应；

微界面发生器，其将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体反应物，将气体反应物丙烯破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡，以提高气体反应物与液体反应物之间的传质面积、减小液膜厚度、降低传质阻力；

换热单元，其与所述反应器和所述微界面发生器相连通，用以调节所述反应器内反应物温度、为所述微界面发生器提供卷吸动力以及为所述反应器内的反应物料沿所述催化剂固定床内循环至所述催化剂固定床外提供循环动力，以使反应物与催化剂的充分接触。

进一步的，所述微界面发生器包括：

第一微界面发生器，其为气动式微界面发生器，所述第一微界面发生器位于所述反应器内的全混流反应区，所述第一微界面发生器用以将丙烯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所述反应器内的全混流反应区与所述反应器内的全混流反应区内的去离子水混合形成气液乳化物；