一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，包括：反应器、微界面发生器和智能控制模块等。通过智能控制模块控制整个系统的工作，其中通过PLC控制器控制反应器和微界面发生器配合工作，使原料供给量和反应物生成量均得到记录，根据记录可找出相应最优的技术参数，以重复利用，智能控制模块的加入使得整个系统操作稳定性、连续性佳，有效提高生产效率且生产效率稳定，通过微界面发生器破碎氢气和一氧化碳使其形成微米尺度的微米级气泡，以增大气液两相的接触面积，并达到强化传质的效果，有效提高制备异构醛的转化率和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统
本技术涉及异构醛制备
，尤其涉及一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统。
技术介绍
常温下，除甲醛为气体外，分子中含有12个碳原子以下的脂肪醛为液体，高级的醛为固体，而芳香醛为液体或固体。低级的脂肪醛具有强烈的刺激性气味，分子中含有9个碳原子和分子中含有10个碳原子的醛具有花果香味，常用于香料工业。由于羰基的极性，醛的沸点比相对分子质量相近的烃类及醚类高；由于羰基分子间不能形成氢键，因此沸点较相应的醇低。醛类为重要的化工原料。异构醛的合成方法中包括由烯烃羰基化法，羰基化反应是在烯烃分子中引进羰基的反应，烯烃在一氧化碳和氢气存在的情况下，通过高温、高压及催化剂作用，烯烃中双键一端引入氢原子，另一端引入甲酰基，从而生成异构醛。在上述现有生产异构醛的方法中，尤其是液态烯烃，即碳原子数为5至18的之间的液态烯烃在制备醛的过程中存在下述问题：现有工业生产异构醛的系统操作的稳定性、连续性差，导致生产效率较低，对于原材料消耗量及产物生成量统计存在较大误差。
技术实现思路
为此，本技术提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，用以提高现有技术中制备异构醛的转化率和效率。一方面，本技术提供一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，包括：反应器，用以为液态烯烃、氢气和一氧化碳提供反应场所制备异构醛，所述反应器内设置有催化剂，所述反应器由全混流反应区和回流反应区组成；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，并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率；智能控制模块，其包括PLC控制器，传感器和云处理器，所述传感器将采集的电信号传输给云处理器，所述云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制参数后对PLC控制器发出相对应的命令；氢气纯化单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对进入反应器内的氢气进行纯化处理；气体回收单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对未反应的氢气和一氧化碳进行回收。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氢气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液态烯烃混合形成气液混合物；第二微界面发生器，其为气动式微界面发生器，所述第二微界面发生器位于所述反应器内的全混流反应区，所述第二微界面发生器用以将一氧化碳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液态烯烃混合形成气液混合物；第三微界面发生器，其为液动式微界面发生器，所述第三微界面发生器位于所述反应器内的回流反应区，所述第三微界面发生器与外部换热器和液泵配合使用，用以破碎卷吸所述反应器内的回流反应区上部未反应的氢气和一氧化碳形成微米尺度的微米级气泡，将微米级气泡与液态烯烃混合形成气液混合物并将气液混合物输出至所述全混流反应区以与所述第一微界面发生器和所述第二微界面发生器输出的气液混合物进行对冲，使未反应的氢气和一氧化碳再次参与反应，并同时调节所述反应器内混合物均匀度和反应温度。进一步的，所述全混流反应区包括：氢气进入管，其与所述第一微界面发生器相连通，所述氢气进入管上设置有第一泵体和第一流量计量器，所述氢气进入管用以将氢气传输至所述第一微界面发生器；一氧化碳进入管，其与所述第二微界面发生器相连通，所述一氧化碳进入管上设置有第二泵体和第二流量计量器，所述一氧化碳进入管用以将一氧化碳传输至所述第二微界面发生器；物料排出管，其与所述反应器的下端相连通，所述物料排出管上设置有第三流量计量器和第一电控阀门，所述物料排出管用以排出生成物。进一步的，所述回流反应区包括：回流管，其一端与所述第三微界面发生器相连通，其另一端位于所述回流反应区上部，所述回流管用以传递未反应的氢气和一氧化碳至所述第三微界面发生器；气体排出管，其与所述反应器的上端相连通，所述气体排出管上设置有第四流量计量器，所述气体排出管用以排出未反应的氢气和一氧化碳；物料进入管，其与所述反应器的侧壁上部相连通，所述物料进入管上设置有第五泵体和第五流量计量器，所述物料进入管用以向所述反应器内添加液态烯烃。进一步的，所述氢气纯化单元包括：氢气纯化罐，其与所述氢气进入管相连通，所述氢气纯化罐内设置有分子筛，所述分子筛用以对氢气进行纯化处理；电热夹套，其位于所述氢气纯化罐侧壁上，所述电热夹套内设置有电热阻丝，所述电热夹套用以对所述氢气纯化罐进行加热，以脱除所述分子筛内的水分，以使分子筛重复使用。进一步的，所述气体回收单元由气体储存罐组成，其与所述气体排出管相连通用以储存进入其内部的未反应的氢气和一氧化氮混合气体，所述气体储存罐与所述气体排出管相连通处设置有单向阀门。进一步的，所述催化剂由有机金属络合物溶剂Co2(CO)8溶液浸渍多孔载体构成。进一步的，所述PLC控制器包括：第一PLC控制器，用以控制所述全混流反应区工作；第二PLC控制器，用以控制所述回流反应区工作；第三PLC控制器，用以控制所述微界面发生器工作；进一步的，所述传感器包括：多个温度传感器，其分别设置在所述反应器、所述氢气纯化单元和所述气体回收单元，用以监测系统温度；多个压力传感器，其分别设置在所述反应器、所述氢气纯化单元和所述气体回收单元，用以监测系统压力。进一步的，所述回流管的上端一体成型连接有吸口部。与现有技术相比，本技术的有益效果在于，本技术通过智能控制模块控制整个系统的工作，其中通过PLC控制器控制反应器和微界面发生器配合工作，使原料供给量和反应物生成量均得到记录，根据记录可找出相应最优的技术参数，以重复利用，智能控制模块的加入使得整个系统操作稳定性、连续性佳，有效提高生产效率且生产效率稳定。本技术通过微界面发生器破碎氢气和一氧化碳使其形成微米尺度的微米级气泡，微米级气泡具备常规气泡所不具备的理化性质，由球体体积及表面积的计算公式可知，在总体积不变的情况下，气泡的总表面积与单个气泡直径成反比，由此可知微米级气泡的总表面积巨大，使微米级气泡与液态烯烃混合形成气液混合物，以增大气液两相的接触面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果，有效提高制备异构醛的转化率和效率；进一步的，反应器，用以为液态烯烃、氢气和一氧化碳提供反应场所制备异构醛，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，其特征在于，包括：/n反应器，用以为液态烯烃、氢气和一氧化碳提供反应场所制备异构醛，所述反应器内设置有催化剂，所述反应器由全混流反应区和回流反应区组成；/n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，并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率；/n智能控制模块，其包括PLC控制器，传感器和云处理器，所述传感器将采集的电信号传输给云处理器，所述云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制参数后对PLC控制器发出相对应的命令；/n氢气纯化单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对进入反应器内的氢气进行纯化处理；/n气体回收单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对未反应的氢气和一氧化碳进行回收。/n

【技术特征摘要】
1.一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，其特征在于，包括：
反应器，用以为液态烯烃、氢气和一氧化碳提供反应场所制备异构醛，所述反应器内设置有催化剂，所述反应器由全混流反应区和回流反应区组成；
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，并在破碎后将液体反应物与气体反应物的微米级气泡混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化液体反应物与气体反应物之间的传质效率和反应效率；
智能控制模块，其包括PLC控制器，传感器和云处理器，所述传感器将采集的电信号传输给云处理器，所述云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制参数后对PLC控制器发出相对应的命令；
氢气纯化单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对进入反应器内的氢气进行纯化处理；
气体回收单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对未反应的氢气和一氧化碳进行回收。


2.根据权利要求1所述的一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，其特征在于，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氢气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液态烯烃混合形成气液混合物；
第二微界面发生器，其为气动式微界面发生器，所述第二微界面发生器位于所述反应器内的全混流反应区，所述第二微界面发生器用以将一氧化碳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液态烯烃混合形成气液混合物；
第三微界面发生器，其为液动式微界面发生器，所述第三微界面发生器位于所述反应器内的回流反应区，所述第三微界面发生器与外部换热器和液泵配合使用，用以破碎卷吸所述反应器内的回流反应区上部未反应的氢气和一氧化碳形成微米尺度的微米级气泡，将微米级气泡与液态烯烃混合形成气液混合物并将气液混合物输出至所述全混流反应区以与所述第一微界面发生器和所述第二微界面发生器输出的气液混合物进行对冲，使未反应的氢气和一氧化碳再次参与反应，并同时调节所述反应器内混合物均匀度和反应温度。


3.根据权利要求2所述的一种由烯烃羰基化制备异构醛的智能强化反应系统，其特征在于，所述全混流反应区包括：
氢气进入管，其与所述第一微界面发生器相连通，所述氢气进入管上设置有第一泵体和第一流量计量器，所述氢气进入管用以将氢气传输至所述第一微界面发生器；
一氧化碳进入管，其与所述第二微...

【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