一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，包括：液相进料单元、气相进料单元、微界面发生器、反应器和分离罐。与传统方法相比，本实用新型专利技术通过破碎气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与氧化原料混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设范围内强化传质的效果，在保证反应效率的同时，降低了能耗；同时，本实用新型专利技术通过大幅度强化传质，因此可大幅减小气液比，在减少气体物耗的同时，降低了后续气体循环压缩的能耗；且本实用新型专利技术所述方法工艺苛刻度低，生产安全性高，吨产品成本低，市场竞争力强。

A strengthening system of hydrogen peroxide for the preparation of mon

【技术实现步骤摘要】
一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统
本技术涉及过氧化氢对孟烷制备
，尤其涉及一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统。
技术介绍
过氧化氢对孟烷（PMH）是烯烃乳液聚合引发剂，主要用作丁苯橡胶、乙丙橡胶及丁腈橡胶聚合引发剂，此外PMH还用于不饱和聚酯的交联剂、制备香料等。用空气或富氧空气氧化对孟烷，是获取过氧化氢对孟烷的重要方法。目前，工业上由对孟烷氧化生产过氧化氢对孟烷采用的是无催化氧化技术，通常采用间歇法在110℃~140℃的温度下反应，以空气为氧化剂，反应时间长达8小时以上，过氧化氢对孟烷的产率为12%左右。由于反应时间长，导致副产物较多，物料损耗比较高，产品质量不稳定。同时，对孟烷的单程转化率较低，导致原料循环量大，过氧化氢对孟烷在提浓过程中的能量消耗较大。中国专利公开号：CN101962352B公开了一种连续化生成过氧化氢对孟烷的方法，将对孟烷和催化剂组成的混合溶液加入到氧化塔中，空气或氧气或空气与氧气的混合气体鼓入氧化塔中，使气体与对孟烷溶液充分接触进行氧化反应，其中催化剂是自由基引发剂醋酸铜、醋酸钴或醋酸锰。该方法存在的问题是：气相和液相分布不均匀，导致氧化过程缓慢，物料停留时间长，进而造成氧化效率低，气体利用率低，设备体积大；同时，反应产物需要脱除催化剂和杂质后才能进入下一道工序，步骤复杂、增加了生产成本。综上所述，传统的过氧化氢对孟烷的生产方法均存在气液接触面积小，导致反应时间过长，副产物较多，物料损耗比较高，气体利用率低，产品质量稳定性差等问题。
技术实现思路
为此，本技术提供一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，用以克服现有技术中含氧气体与氧化原料混合不充分导致的反应速率低和氧化效果差的问题。本技术提供一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，包括：液相进料单元，用以存储和输送氧化原料，所述氧化原料为含反应诱导剂的对孟烷溶液；气相进料单元，用以存储和输送含氧气体，所述含氧气体为空气或氧气和惰性气体的混合气体；微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,用以将含氧气体破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高氧化原料与含氧气体间的传质面积；反应器，其与所述微界面发生器相连，用以装载气液乳化物并为气液乳化物中的氧化原料和微米级气泡提供反应空间；分离罐，用以将所述反应器中反应完成的混合物进行气液分离。进一步地，当含氧气体为氧气和惰性气体的混合气体时，氧气的体积含量为10%-50%，且惰性气体为氮气或氩气。进一步地，所述反应诱导剂为酮类化合物、醇类化合物或氢过氧化物类化合物中的一种或多种混合物。进一步地，各所述微界面发生器平行设置，用以将混合后的气液乳化物输出至所述反应器以进行反应。进一步地，所述微界面发生器为气动式微界面发生器、液动式微界面发生器和气液联动式微界面发生器中的一种或多种。进一步地，所述液相进料单元包括：液体原料罐，用以存储氧化原料；进料泵，其与所述液体原料罐相连，用以为氧化原料的输送提供动力；液体进料预热器，其与所述进料泵相连，用以对所述进料泵输送的氧化原料进行预热，所述液体进料预热器出口处设有分流管道，用以将氧化原料分别输送至对应的微界面发生器。进一步地，所述气相进料单元包括：气体原料缓冲罐，用以储存含氧气体；压缩机，其与所述气体原料缓冲罐相连，用以为含氧气体的输送提供动力；气体进料预热器，其与所述压缩机相连，用以对所述压缩机输送的含氧气体进行预热，所述气体进料预热器出口处设有分流管道，用以将含氧气体分别输送至对应的微界面发生器。进一步地，所述分离罐顶端设有气相出口，用以输送混合气体，分离罐底端设有液相出口，用以输送含过氧化氢对孟烷的氧化液。与现有技术相比，本技术的有益效果在于，与传统方法相比，本技术通过破碎气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与氧化原料混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并达到在较低预设范操作条件围内强化传质的效果，在保证反应效率的同时，降低了能耗。此外，可以根据不同的产品要求而对预设操作条件的范围进行灵活调整，进一步确保了反应的充分有效进行，进而保证了反应速率，达到了强化反应的目的。进一步地，本技术通过大幅度强化传质，因此可大幅减小气液比，在减少气体物耗的同时，降低了后续气体循环压缩的能耗；且本技术所述方法工艺苛刻度低，生产安全性高，吨产品成本低，市场竞争力强。尤其，本技术通过使用微米级的微米级气泡，强化了气液传质效果，具有更大的气液传质面积，有利于气液两相在氧化体系中以可控的方式快速进行，缩短反应时间，减少设备体积，提高氧气利用率，氧化过程安全，产品质量稳定。反应体系引入反应诱导剂，可以明显缩短氧化反应诱导期，进一步提高氧化效率，减少副产物产生，降低物料损耗。尤其，本技术所述系统在采用不同的催化剂时，反应器中的操作温度会依据采用催化剂的活性温度进行适当调整，因此本技术所述系统还具有在不同的催化剂体系下仍能够大幅或成倍地降低操作压力并提高空速（处理量）的优点。尤其，微米级气泡在与催化剂颗粒的运动碰撞中，不会发生气泡的聚并，是微米级气泡可以保持原有形态。因此反应器内气相与液相的接触面积呈几何倍数的增加，并使得乳化混合更加充分和稳定，从而达到强化传质和宏观反应的效果。进一步地，所述液相进料单元和气相进料单元中分别设有进料泵和压缩机，这样，在所述系统运行时，进料泵和压缩机能够分别为氧化原料和含氧气体的运输提供动力，使氧化原料和含氧气体能够以指定的速率输送至指定装置，提高了所述系统的运行效率。尤其，所述液相进料单元和气相进料单元中还分别设有液体进料预热器和气体进料预热器，在输送氧化原料和含氧气体时，所述液体进料预热器和气体进料预热器能够分别对氧化原料和含氧气体进行预热，使所述反应器在运行时无需再对氧化原料和含氧气体进行高功率加热，节约了所述固定床的资源消耗，降低了所述系统的能耗。进一步地，所述系统设有至少一个微界面发生器，使所述系统能够通过使用多个微界面发生器，使氧化原料和含氧气体以不同的比例充分混合，在与催化剂进行反应时能够显著提高气液乳化物中各物质的反应效率。进一步地，所述分离罐通过使用重力作用即可将反应后的混合物进行气液分离，无需对分离罐使用多余的分离装置，进一步降低了所述系统的能耗。尤其，本技术所述方法中还对反应罐中的温度和压强进行了限制，在保证反应罐中气液乳化物能够高效反应的同时，将系统的能耗控制在最低，能够进一步降低所述系统的能耗。附图说明图1为本技术所述过氧化氢对孟烷的制备的强化系统的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，包括：/n液相进料单元，用以存储和输送氧化原料，所述氧化原料为含反应诱导剂的对孟烷溶液；/n气相进料单元，用以存储和输送含氧气体，所述含氧气体为空气或氧气和惰性气体的混合气体；/n微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,用以将含氧气体破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高氧化原料与含氧气体间的传质面积；/n反应器，其与所述微界面发生器相连，用以装载气液乳化物并为气液乳化物中的氧化原料和微米级气泡提供反应空间；/n分离罐，用以将所述反应器中反应完成的混合物进行气液分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，包括：
液相进料单元，用以存储和输送氧化原料，所述氧化原料为含反应诱导剂的对孟烷溶液；
气相进料单元，用以存储和输送含氧气体，所述含氧气体为空气或氧气和惰性气体的混合气体；
微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,用以将含氧气体破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高氧化原料与含氧气体间的传质面积；
反应器，其与所述微界面发生器相连，用以装载气液乳化物并为气液乳化物中的氧化原料和微米级气泡提供反应空间；
分离罐，用以将所述反应器中反应完成的混合物进行气液分离。


2.据权利要求1所述的过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，当含氧气体为氧气和惰性气体的混合气体时，氧气的体积含量为10%-50%，且惰性气体为氮气或氩气。


3.据权利要求1所述的过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，所述反应诱导剂为酮类化合物、醇类化合物或氢过氧化物类化合物中的一种或多种混合物。


4.根据权利要求1所述的过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，各所述微界面发生器平行设置，用以将混合后的气液乳化物输出至所述反应器以进行反应。


5.据权利要求4所述的过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，其特征在于，所述微界面发生器为气动式微界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，周政，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，张锋，李磊，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32