液-液多相反应用微反应器、系统和液体酸烷基化方法技术方案

本发明专利技术涉及有机合成化学技术领域，尤其涉及液‑液多相反应用微反应器、系统和液体酸烷基化方法。所述微反应器包括同轴的内管和外套管，内管与外套管之间形成环形微通道；内管由外径相同的第一导流管、内膜管和第二导流管依次连接而构成；外套管的上侧设有重相入口，一端与第一导流管的管壁之间设有堵头，另一端设有产物出口；重相入口与内管的布置使重相流体与轻相流体的接触方式为并流；环形微通道内设有定距结构。所述系统包括所述微反应器、轻相存储装置、重相存储装置、分离装置。本发明专利技术微反应器液液之间的相界面比一般反应器增大10倍以上，实现了反应系统的微型、高效、高选择性，处理量大且能耗小，普适性高。

Liquid liquid contrary application of micro reactor, system and liquid acid alkylation method

The invention relates to the field of organic chemical synthesis technology, especially relates to a liquid liquid contrary application of micro reactor, system and liquid acid alkylation process. The micro reactor includes a coaxial inner tube and the outer tube, the inner tube and the outer tube to form an annular micro channel between the inner pipe diameter; the first duct, endometrial tube and the second guide tube which are connected in turn; the outer tube is provided with a heavy phase entrance, the plug is arranged between one end of the pipe wall and the first the draft tube, the other end is provided with the product export; entrance heavy phase and inner tube arranged so that the light and heavy phase fluid phase fluid contact way and flow; in micro channel with fixed pitch structure. The system includes the micro reactor, light phase storage device, heavy phase storage device and separation device. The phase interface between the liquid and the liquid of the micro reactor is increased by more than 10 times than that of the common reactor, and the reaction system has the advantages of micro, high efficiency, high selectivity, large processing capacity, small energy consumption and high universality.

【技术实现步骤摘要】
液-液多相反应用微反应器、系统和液体酸烷基化方法
本专利技术涉及有机合成化学
，尤其涉及液-液多相反应用微反应器、系统和液体酸烷基化方法。
技术介绍
环境问题持续推动油品质量升级，异丁烷和烯烃烷基化反应生成的烷基化油作为一种最为理想的清洁汽油组分，面临着前所未有的发展机遇和空间。截至2015年，我国碳四烷基化产能已超过1000万吨/年，浓硫酸和氢氟酸两种技术在工业化生产中居主导地位，且以硫酸法为主。传统液体酸烷基化工艺催化反应过程存在相际传递-分离效率低，催化剂消耗大，导致催化剂环境污染严重、工艺设备庞大、运行过程可靠性低等问题，不符合化学工业绿色化、微型化的发展趋势。碳四烷基化反应是在催化剂液体酸和碳氢化合物两相界面上进行，首先形成充分接触的两相界面，其物性对反应过程液相界面的形成及界面上的传质、反应效率、催化剂寿命有显著影响。不同的反应器操作条件显著不同，可见反应器的结构和操作参数对于反应过程的影响很大，离子液体催化的烷烃/烯烃反应动力学速率明显比浓硫酸的高很多。通过改变烷基化反应器中流体的混合方式而产生最大的相接触界面，可促使传递-反应的协同从而提高烷基化反应过程效率、减本文档来自技高网...

【技术保护点】
液‑液多相反应用微反应器，其特征在于，所述微反应器包括同轴的内管和外套管；所述内管与所述外套管之间形成环形微通道；所述内管由外径相同的第一导流管、内膜管和第二导流管依次连接而构成；所述第一导流管的第一端口设有轻相入口，第二端口与所述内膜管的第一端口导通；所述内膜管的第二端口与所述第二导流管的第一端口之间封堵，所述第二导流管的第二端口封闭于所述外套管内部；所述外套管的上侧设有重相入口；所述外套管的一端与所述第一导流管的管壁之间设有堵头，另一端设有产物出口；所述重相入口与所述内管的布置使重相流体与轻相流体的接触方式为并流；所述环形微通道内设有定距结构。

【技术特征摘要】
1.液-液多相反应用微反应器，其特征在于，所述微反应器包括同轴的内管和外套管；所述内管与所述外套管之间形成环形微通道；所述内管由外径相同的第一导流管、内膜管和第二导流管依次连接而构成；所述第一导流管的第一端口设有轻相入口，第二端口与所述内膜管的第一端口导通；所述内膜管的第二端口与所述第二导流管的第一端口之间封堵，所述第二导流管的第二端口封闭于所述外套管内部；所述外套管的上侧设有重相入口；所述外套管的一端与所述第一导流管的管壁之间设有堵头，另一端设有产物出口；所述重相入口与所述内管的布置使重相流体与轻相流体的接触方式为并流；所述环形微通道内设有定距结构。2.如权利要求1所述的液体酸烷基化用微反应器，其特征在于，所述环形微通道的径向宽度为0.1～10mm；优选地，所述内膜管的孔径为1～1000nm；优选地，所述内管的材料选自高分子聚合物、陶瓷或金属中的任意一种；优选地，内膜管材料通过亲油疏水材料进行修饰，所述亲油疏水材料上负载有三氟磺酸根、全氟辛酸根或全氟磺酸根中的任意一种或至少两种离子的组合；优选地，所述亲油疏水材料包括长链脂肪酸和/或全氟硅烷改性；优选地，所述重相入口为径向入口或切向入口，优选切向入口；优选地，所述定距结构包括定距柱和/或定距条；优选地，所述定距柱的形状包括圆柱形、方柱形、棱形或三角形中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述定距柱的排列方式包括以按三角形排列或按方形排列；优选地，所述定距条的形状包括方形、长方形、梯形或圆柱形中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述定距条的排列方式包括直形排列或螺旋形排列；优选地，所述外套管的外侧还设有换热管；优选地，所述换热管上设有换热介质入口和换热介质出口。3.一种液-液多相反应系统，其特征在于，所述系统包括：(1)如权利要求1或2所述的所述微反应器；(2)轻相存储装置，所述轻相存储装置与所述轻相入口之间通过轻相输送管路相连接；(3)重相存储装置，所述重相存储装置与所述重相入口之间通过重相输送管路相连接；(4)分离装置，所述分离装置与所述产物出口之间通过产物输出管路相连接；所述分离装置的底部设有重相出口，所述分离装置的上部设有轻相出口。4.如权利要求3所述的液-液多相反应系统，其特征在于，所述轻相输送管路上设有第一泵；优选地，所述重相输送管路上设有第二泵；优选地，所述重相出口与所述重相存储装置之间通过重相回收管路相连接；优选地，所述分离装置包括重力沉降分离器或离心分离器；优选地，所述分离装置包括重力沉降分离器和聚结分离器；优选地，所述聚结分离器中填充有聚结分离材料；优选地，所述系统还包括：(5)纯化装置，所述纯化装置的入口与所述分离装置的轻相出口相连接，所述纯化装置设有纯化产物出口；优选地，所述纯化装置包括精馏塔。5.一种液体酸烷基化方法，其特征在于，所述方法在如权利要求1或2所述的微反应器中进行；优选地，所述液体酸烷基化方法包括如下步骤：(a)以烯烃和异构烷烃为原料，以液体酸为催化剂；将液体酸催化剂的连续相从所述重相入口引入所述环形微通道中，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志茂，公茂明，王红岩，崔改静，张锁江，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11