[发明专利]一种连续化生产α-烷基酯的反应系统及方法

权利要求书

1.一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，包括原料酯罐(1)、第一输送泵(2)、原料醛罐(3)、第二输送泵(4)、氢气罐(5)、原料快速混合器(6)、管式预热器(7)、加氢反应器(8)、冷凝器(9)、气液分离罐(10)、燃料管网(11)、液体稳定罐(12)、液体产物接收罐(13)；

所述原料酯罐(1)经第一输送泵(2)与原料快速混合器(6)相连，原料醛罐(3)经第二输送泵(4)与原料快速混合器(6)相连，氢气罐(5)与原料快速混合器(6)相连，原料快速混合器(6)经管式预热器(7)与加氢反应器(8)相连，加氢反应器(8)经冷凝器(9)与气液分离罐(10)相连，气液分离罐(10)顶部经管道与燃料气管网(11)连接，气液分离罐(10)底部经液体稳定罐(12)与液体产物接收罐(13)相连。

2.根据权利要求1所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，所述原料快速混合器(6)采用市场常用的管道混合器、旋涡混合器、气液混合器、静态混合器等或者为多种混合器的组合，用于满足要求和达到快速混合的效果；所述原料快速混合器(6)为强化氢气、催化剂与液体物料之间的分散和混合，氢气与原料比范围为500-2000NL/kg。

3.根据权利要求1所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，所述原料酯罐(1)和原料醛罐(3)均安装有搅拌器及称重模块，上部设置有加料管线，底部呈球面状，用于减少原料罐底部死区，防止催化剂在原料罐底部沉积，保证原料均匀性，设置有物料排出管线及输送管线。

4.根据权利要求1所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，所述第一输送泵(2)为齿轮泵或隔膜泵或涡轮泵或离心泵或螺杆泵，用于输送含有固体催化剂颗粒的酯类混合原料。

5.根据权利要求1所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，所述第二输送泵(4)为柱塞泵或齿轮泵或隔膜泵或涡轮泵或离心泵或螺杆泵，用于输送液体醛类混合原料。

6.根据权利要求1所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，其特征在于，所述加氢反应器(8)为悬浮床或乳化床或沸腾床，为一台或多台并联或串联设置，并设置有多段加热模块、多段内置热电偶套管测温点和外置测温点；

所述催化剂为钯催化剂，Pd为主要活性组分，其他活性组分包括Ni、Co、Mo中的一种或几种，载体为活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维等碳基材料的一种或几种。

7.基于权利要求1-6任一项所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；

(1)将原料酯、钯催化剂、溶剂和助剂按照一定比例加入到原料酯罐(1)中，原料醛和溶剂加入到原料醛罐(3)中，采用氮气置换原料酯罐(1)和原料醛罐(3)后，开启搅拌器，分别搅拌10-30分钟，通过第一输送泵(2)和第二输送泵(4)计量流量与氢气混合后，进入原料快速混合器(6)经破碎和扰动形成均匀分散的混合液，经管式预热器(7)升温至30-50℃，反应形成含烯烃的中间产物；

(2)将含烯烃的中间产物经加氢反应器(8)加氢后生成α-烷基酯，反应产物经冷凝器冷却至室温以下，通过气液分离罐(10)与液体稳定罐(12)后进入液体产物接收罐(13)。

8.根据权利要求7所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统的使用方法，其特征在于，所述原料酯、醛和溶剂的质量比为1:1-1.5:1.0-2.0，氢气纯度≥99％，CO含量≤10ppm，氢气与原料比为500-2000NL/kg。

9.根据权利要求7所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统的使用方法，其特征在于，所述钯催化剂添加量控制在0.1-1％，助剂添加量控制在5-10％，加入到原料酯罐中，反应温度控制在40-100℃，反应压力在1-5MPa，反应时间为30-120分钟。

10.根据权利要求7所述的一种连续化生产α-烷基酯的反应系统的使用方法，其特征在于，所述钯催化剂添加量控制在0.1-0.5％，助剂添加量控制在5-8％，反应温度控制在60-90℃，反应压力控制在2-3MPa，反应时间50-100分钟。