一种纤维反应工艺，其中包含在不互溶的物流中的反应活性组分相互接触，实现化学反应和分离。使用的导管反应器包含可润湿的纤维，一种物流基本上被约束在所述可润湿的纤维上，并且第二物流流过所述可润湿的纤维，在两种物流之间连续产生新的界面，有效地使所述反应活性物质相互接触，从而促进其反应或提取。可以使用助溶剂和相转移催化剂来促进所述工艺。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及纤维反应器/接触器，具体涉及采用这种装置通过相转移催化剂和助溶剂来实现两种不互溶反应组分之间分离和反应的方法。
技术介绍
本专利技术能使两种不互溶的流体组分之间发生反应，从而制备所需的终端产物。这目前通过以下方式实现制备一相在另一相中的分散体，从而产生具有能在其上发生质量转移和反应的大表面积的小液滴，如《化学工程手册》(Chemical Engineer' s Handbook),21-1-21-29，第 5 版中“液-液和固-固体系”(Liquid-Liquid and Solid-Solid Systems)(Robert H. Perry&Cecil H. Chilton eds. ,McGraw-Hill 1973)中所述。使用分散体将水溶性杂质洗出有机工艺物流，通过从有机工艺物流中提取酸碱化合物来中和有机工艺物流，并实现两种物流组分之间的化学反应。如《相转移催化基础、应用和工业前景》(TransferCatalysis !Fundamentals, Applications and Industrial Perspectives) (CharlesM. Starks, Charles L. Liotta, &Marc Halpern eds. , Chapman&Hall 1994) ΦIjfiS, Tft,学反应而言，经常使用相转移催化剂来提高液滴界面上的质量转移。助溶剂也可以用于该目的。在超过100亿美元/年的化学物质(包括单体、添加剂、表面活性剂、聚合物、调味剂和香料石油化学物质、农业化学物质、染料、橡胶、药物和炸药)的商业制造中使用相转移催化(PTC)技术。也在污染预防、污染处理和去除或破坏废料和产物物流中的杂质中使用PTC技术。在这些应用中使用PTC技术是由于其具有很多令人瞩目的优点，这种优点主要与降低制造有机化学物质和预防污染的成本有关。使用PTC通常能实现很多重要且有利的加工性能，包括生产率增加(产率增加、循环时间减少、单元操作减少或合并和反应器体积效率增加)，环境性能改进(消除、减少或替换溶剂和减少非产物输出)，质量提高(选择性提高和不稳定性降低)，安全性提高(放热受控并且使用较少的有毒原料)，生产成本降低。由于在商业应用中能实现这样一长列非常希望的优点(通常在每种应用中实现多种优点)，PTC技术能得到广泛的应用是毫不奇怪的。降低成本和预防污染是目前化学工业中两个最强的驱动力，它们正好与PTC所具有的强项和优点相匹配。虽然具有这些明显的优点和广泛的应用，很多化学公司仍不使用PTC技术。PTC工程发展阶段中面临的最困难的挑战可能是分离。具体地，由于PTC催化剂类似于皂性物质(soap)并且具有界面活性，并且对产物纯度和质量而言，需要在发生反应之后分离催化剂，因此相分离可能是困难并耗时的。加工植物油通常包括以下步骤1)通过酸脱胶来去除磷脂如卵磷脂；幻通过中和来去除能导致经过加工的油发生酸败的游离脂肪酸(在一些方法中脱胶和中和结合使用)；3)通过洗涤以去除经过中和的植物油中的残余苛性物质和皂性物质(通常推荐二次洗涤)；4)通过漂白以去除有色体；和5)除臭。此外，如上述PTC技术所述，由于游离脂肪酸和苛性物质反应形成皂性物质，很多现代工厂工艺是连续的并采用离心来加速苛性中和及后续洗涤中的油和水层沉降。美国专利第3，754，377,3, 758，404,3, 839，487,3, 977，829 和 3，992，156 号涉及在不形成分散体的情况下实现两种不互溶的流体之间质量转移的方法。Clonts的美国专利第3，758，404号揭示了一种实现不互溶的并存流动液-液相之间质量转移的方法，所述方法包括其中设置有细长的纤维束的导管。所述纤维束位于导管中的穿孔结点处，所述穿孔结点还作为第一液体的引入点，所述第一液体以膜的形式沉积在纤维束上和纤维束中。第二液体被导入所述导管中，并位于沉积在所述纤维上的第一液体上。所述第一和第二液体之间的大接触面积在它们之间提供有效的质量转移。沉积在所述纤维上的第一液体通过两种并存流动流体之间发生的粘性拖拽沿着所述纤维移动。膜形式的第一液体(有时被称为约束相)沿所述纤维移动，并最终沉积在收集容器中。出于使流体与从所述束收集到的流体直接接触的目的，纤维束的下游端伸出导管并进入收集容器，从而防止分散在两相之间。这样，在两种不互溶的液体之间有效地实现质量转移，而不将一种液体分散在另一种液体中。Clonts的美国专利第3，754，377号提供了一种气_液质量转移方法，它与上述液-液质量转移方法类似。该专利揭示了纤维接触器的应用，使用含水苛性物质从天然气和轻质烃中提取酸性组分。Clonts的美国专利第3，839，487和3，977，829号描述了该文献中公开的设备的应用，使用浓硫酸，通过烯烃物流对石蜡物流进行烷基化。Clonts的美国专利第3，992，156号提供了对纤维接触器的机械改进方法，例如通过支撑纤维来防止过早破裂的方法，以及多束纤维和分配管的应用。已证明这些纤维接触器是突出的专利技术创造，提供高效率水平的质量转移，在麻烦的酸性杂质(例如来自石油精炼工艺物流的酚类、硫化氢、CO2和硫醇化合物)提取过程中不将一种流体分散到另一种流体中。此外，Brient的美国专利第5，705，074号揭示了使用纤维接触器，通过提取工艺从水性精炼废弃物流中去除酚类和其它水溶性有机材料。Saurez的美国专利第5，997，731号揭示了纤维接触器的应用，用含二氧化碳的溶剂来中和包含溶解的硫化钠、硫醇盐和酚盐的碱性溶液并回收可加工的烃值。Beshouri等的美国专利第5，306，831号揭示了纤维接触器的应用，通过用水性金属卤化物盐溶液来处理溶解在包含烃和极性有机溶剂的溶液中的含多元醇的去水山梨糖醇酯来去除去水山梨糖醇酯混合物中的水溶性多元醇杂质。专利技术概述本专利技术的一个实施方式提供一种在导管反应器中进行化学反应的方法，所述方法包括引入包含反应活性物质的物流至所述导管反应器中纵向设置的多根纤维的上游端附近，其中第一物流构成基本上被约束在所述纤维表面的相，第二物流构成基本连续的相，所述第二物流与所述第一物流接触并且基本上与所述第一物流不互溶，所述约束相中的反应活性物质和所述连续相中的反应活性物质相互作用，至少形成一种新的化学物质。使用相转移催化剂来促进质量转移。在一个实施方式中，可以提供收集容器来接收所述约束相和所述连续相，其中所述约束相构成在所述收集容器第一部分中的层，所述连续相构成在所述收集容器第二部分中的层，分别从所述收集容器中取出包含所述连续相的层和包含所述约束相的层。在本专利技术的其它实施方式中，所述反应工艺可以包括助溶剂来增加所述方法生成的化学物质的溶解度。本专利技术的另一个实施方式提供了一种在导管反应器中进行化学提取的方法，所述方法包括引入包含反应活性物质和可提取物质的物流至所述导管反应器中纵向设置的多根纤维的上游端附近，其中包含反应活性物质的第一物流构成基本上被约束在所述纤维表面的相，包含可提取物质的第二物流构成基本连续的相，所述第二物流与所述第一物流接触并且基本上与所述第一物流不互溶，所述约束相中的反应活性物质和所述连续相中的可提取本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·李·马辛吉尔，
申请(专利权)人：约翰·李·马辛吉尔，
类型：发明
国别省市：
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