[发明专利]一种连续化生产α-烷基酯的反应系统及方法

说明书

本发明公开了一种连续化生产α‑烷基酯的反应系统及方法，包括原料酯罐、原料酯罐经第一输送泵与原料快速混合器相连，原料醛罐经第二输送泵与原料快速混合器相连，氢气罐与原料快速混合器相连，原料快速混合器经管式预热器与加氢反应器相连，加氢反应器经冷凝器与气液分离罐相连，气液分离罐顶部经管道与燃料气管网连接，气液分离罐底部经液体稳定罐与液体产物接收罐相连。本发明充分利用原料快速混合器、管式预热器和加氢反应器之间协同接力作用，强化物料传质传热，达到分区分步反应和精准控制反应深度的目的，提高装置产能，降低生产劳动强度和综合能耗，达到降低成本、提高效益的目的。

技术领域

本发明涉及α-烷基酯生产技术领域，具体涉及一种连续化生产α-烷基酯的反应系统及方法。

背景技术

α-烷基酯是合成杀菌剂二甲嘧酚和乙嘧酚的重要中间体。其合成方法主要有卤代烷烃法和催化加氢法，卤代烷烃法是以乙酰乙酸乙酯和卤代正丁烷为原料，在乙醇钠或氢氧化钠等强碱作用下，首先生成碳负离子，之后碳负离子进攻卤代烃生成α-烷基酯。相比较，催化加氢法以乙酰乙酸乙酯和正丁醛为原料，乙酰乙酸乙酯的活泼亚甲基首先进攻羰基氧，脱去一分子水生成双键，之后双键加氢可得目标分子。上述两条合成路线中，由于卤代正丁烷与活泼亚甲基容易生成双正丁基取代副产物，且难以分离，影响产品含量和收率，另外还存在原料成本高，产生大量含盐废水等缺点，因而该条路线逐渐被淘汰。与其相比，催化加氢法产品收率高，品质好，反应唯一的副产物为水，具有更高的原子经济性，因而更具工业化应用前景。

目前，催化加氢法制取α-烷基酯均采用间歇操作的釜式工艺，存在反应时间长、传质传热效率低、自动化程度低、工业化操作难度大等技术壁垒，严重制约了其规模化批量生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种连续化生产α-烷基酯的反应系统及方法，本申请充分利用原料快速混合器、管式预热器和加氢反应器之间协同接力作用，强化物料传质传热，达到分区分步反应和精准控制反应深度的目的，根本上解决反应时间长、自动化程度低、反应难于控制和工业化放大等技术难题，进而提高装置产能，降低生产劳动强度和综合能耗，达到降低成本、提高效益的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种连续化生产α-烷基酯的反应系统，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。

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。

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。

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。

所述原料快速混合器6主要作用为强化氢气、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。

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。