專(zhuān)利名稱(chēng)：用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于苯酚羥基化制苯二酚的反應(yīng)器，特別是應(yīng)用于苯酚和過(guò)氧化氫連續(xù)羥基化制備苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
苯二酚包括鄰苯二酚和對(duì)苯二酚，其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛。鄰苯二酚是重要的農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體，可用于制取香料(如胡椒醛)、染料、感光材料、電鍍材料、特種墨水、抗氧劑、殺菌劑、光穩(wěn)定劑、防腐劑和促進(jìn)劑等。對(duì)苯二酚主要用作攝影膠片的顯影劑、蒽醌染料、偶氮染料、合成氨脫硫工藝輔助溶劑、橡膠防老劑、阻聚劑、涂料清漆的穩(wěn)定劑和汽油抗
氧劑等。傳統(tǒng)的苯二酚生產(chǎn)工藝，即鄰氯苯酚堿解法制鄰苯二酚和苯胺氧化法制對(duì)苯二酚已被淘汰，而以過(guò)氧化氫為氧化劑氧化苯酚制苯二酚的工藝，因流程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、 過(guò)氧化氫價(jià)廉、產(chǎn)物是水而無(wú)污染，成為化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)際上開(kāi)發(fā)的過(guò)氧化氫氧化苯酚生產(chǎn)苯二酚的工藝路線(xiàn)有以無(wú)機(jī)強(qiáng)酸為催化劑的MKtoe-Poulenc法和Ube法、 以無(wú)機(jī)鹽為催化劑的Brichima法，這些方法需要以高濃度過(guò)氧化氫為原料，且流程復(fù)雜并存在均相反應(yīng)本身難以克服的缺點(diǎn)、原料單耗高和苯二酚選擇性低的問(wèn)題，從而限制了其在工業(yè)上的推廣和應(yīng)用。其W^e法已停產(chǎn)，Brichima法已被Enichem法取代。Enichem法以TS-I分子篩作為苯酚羥基化催化劑，于1986年建成5000t/a的生產(chǎn)裝置，并且工業(yè)運(yùn)行成功，引起全球石化行業(yè)的廣泛關(guān)注和高度重視，被認(rèn)為是20世紀(jì)末分子篩催化劑發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。Enichem法雖然具有收率指標(biāo)較好、使用多相催化劑及其工藝的優(yōu)點(diǎn)，但是，使用鈦硅分子篩催化劑成本高，需要丙酮作溶劑并經(jīng)常再生。專(zhuān)利號(hào)為ZL02261515. 6的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種應(yīng)用于苯酚羥基化制取苯二酚的反應(yīng)器，盡管該反應(yīng)器可以進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，但存在物料返混嚴(yán)重，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，反應(yīng)選擇性較低等缺點(diǎn)，從而影響了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。專(zhuān)利號(hào)為ZL200920036553. 7的中國(guó)專(zhuān)利也公開(kāi)了一種用于苯酚羥基化制取苯二
酚的管式反應(yīng)器，盡管該管式反應(yīng)器在物料返混和選擇性方面有了一定改善，但其設(shè)備制造工藝較復(fù)雜且成本較高，占地多，能耗較大，不利于提高經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有裝置和技術(shù)的缺點(diǎn)，如裝置制造工藝復(fù)雜且成本較高、占地多、連續(xù)平穩(wěn)操作穩(wěn)定性不好等，提出了一種循環(huán)式、常壓反應(yīng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地少、連續(xù)平穩(wěn)操作穩(wěn)定性較好的用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器，其構(gòu)造特點(diǎn)是由主反應(yīng)器、物料冷凝儲(chǔ)料罐和過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽三部分組成。主反應(yīng)器中設(shè)有多根雙層反應(yīng)管，外層為反應(yīng)物料通道，內(nèi)層是循環(huán)過(guò)氧化氫的帶孔直管；主反應(yīng)器下端設(shè)有物料、過(guò)氧化氫及冷卻水進(jìn)口、測(cè)溫儀表，上端設(shè)有物料、過(guò)氧化氫及冷卻水出口、測(cè)溫儀表。物料冷凝儲(chǔ)液罐外有冷卻水夾套，內(nèi)有冷凝水管，用于物料的二次冷凝；上端進(jìn)料口與主反應(yīng)器出料口相連；下端出口設(shè)有三通口，分別與主反應(yīng)器和分離裝置相連。過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽與主反應(yīng)器也組成循環(huán)系統(tǒng)。主反應(yīng)器與物料冷凝儲(chǔ)料罐上端設(shè)有放空口，與回收裝置相連，保證反應(yīng)在常壓下進(jìn)行。本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案為一種用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器， 由主反應(yīng)器、物料冷凝儲(chǔ)料罐和過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽組成；其中主反應(yīng)器中設(shè)有多根雙層反應(yīng)管，主反應(yīng)器底部設(shè)有物料進(jìn)口、過(guò)氧化氫進(jìn)口，下側(cè)設(shè)有冷卻水進(jìn)口，頂部設(shè)有物料出口、 過(guò)氧化氫出口及測(cè)溫儀表，上側(cè)設(shè)有冷卻水出口，其中雙層反應(yīng)管內(nèi)層是帶有小孔的循環(huán)過(guò)氧化氫的帶孔直管，帶孔直管與雙層反應(yīng)管的外層間為反應(yīng)物料通道；物料冷凝儲(chǔ)料罐外側(cè)設(shè)有冷卻水夾套，冷卻水夾套上側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有冷卻水夾套的冷卻水進(jìn)口和冷卻水夾套的冷卻水出口，物料冷凝儲(chǔ)料罐內(nèi)有冷凝管，其中冷凝管下端設(shè)有冷凝管冷卻水進(jìn)口，上端設(shè)有冷凝管冷卻水出口 ；物料冷凝儲(chǔ)料罐頂部設(shè)有物料冷凝儲(chǔ)料罐物料進(jìn)口，該物料進(jìn)口與主反應(yīng)器物料出口相連；物料冷凝儲(chǔ)料罐下端設(shè)有物料冷凝儲(chǔ)料罐物料出口，物料出口下接三通口，分別通過(guò)通向主反應(yīng)器管口與主反應(yīng)器相連，通過(guò)通向分離裝置管口和分離裝置相連；過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽通過(guò)與主反應(yīng)器底部的過(guò)氧化氫進(jìn)口和主反應(yīng)器頂部過(guò)氧化氫出口與主反應(yīng)器組成循環(huán)系統(tǒng)；主反應(yīng)器上端設(shè)有主反應(yīng)器放空口，物料冷凝儲(chǔ)料罐上端設(shè)有放空口，主反應(yīng)器放空口和物料冷凝儲(chǔ)料罐放空口相連并通過(guò)與回收裝置相連的連接口與回收裝置相連。優(yōu)選上述的主反應(yīng)器的高度為1-10米，內(nèi)徑為0. 5-5米。優(yōu)選上述的雙層反應(yīng)管長(zhǎng)度為0. 5-9. 5米，內(nèi)徑為20-150毫米；主反應(yīng)器中多根雙層反應(yīng)管的數(shù)量為10-50 根。優(yōu)選上述的帶孔直管長(zhǎng)度與雙層反應(yīng)管長(zhǎng)度相等，雙層反應(yīng)管與帶孔直管的直徑比為 1.5-5 1 ；其中優(yōu)選所述的帶孔直管上的小孔直徑為1-10毫米；小孔數(shù)量為20-200個(gè)，均勻分布于帶孔直管上。優(yōu)選所述的物料冷凝儲(chǔ)料罐高度為0. 5-3米，內(nèi)徑為0. 5-3米；螺旋于物料冷凝儲(chǔ)料罐內(nèi)的冷凝管長(zhǎng)度為3-150米，內(nèi)徑10-30毫米。優(yōu)選所述的過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽高度0. 1-2 米，寬度為0. 1-2米。本實(shí)用新型中，在主反應(yīng)器內(nèi)部的雙層反應(yīng)管內(nèi)層為輸送過(guò)氧化氫的帶孔直管， 利于過(guò)氧化氫與反應(yīng)物料充分接觸。在反應(yīng)器物料出口處設(shè)置測(cè)溫儀表，監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度。在儲(chǔ)料罐上設(shè)置外層夾套和內(nèi)置冷凝管，用于物料的二次冷凝，保證物料循環(huán)至反應(yīng)器內(nèi)時(shí)，使其在適宜溫度下反應(yīng)。在儲(chǔ)料罐下部出料口設(shè)置三通管，一端通向反應(yīng)器，一端通向分離裝置。當(dāng)反應(yīng)料液中產(chǎn)品濃度達(dá)到所需濃度時(shí)，關(guān)閉通向反應(yīng)器的管上的閥門(mén)，使反應(yīng)料液通向分離塔用于產(chǎn)品生產(chǎn)，否則關(guān)閉，使其循環(huán)至反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，以達(dá)到所需濃度。該循環(huán)反應(yīng)器所使用的催化劑可以是粉狀的、固體顆?；蛞簯B(tài)的，但最適合使用粉狀的催化劑。雙層反應(yīng)管外層管可選用不銹鋼管道制作，內(nèi)層帶孔直管可選用碳鋼管制作。有益效果由于本實(shí)用新型循環(huán)反應(yīng)器是一個(gè)循環(huán)體系而且常壓反應(yīng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這可以更好的保證體系在一恒定溫度和常壓下進(jìn)行，維持了生產(chǎn)的平穩(wěn)和安全操作，改善了反應(yīng)效果，并且為獲得所需產(chǎn)品濃度提供了保證。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為主反應(yīng)器，II為物料冷凝儲(chǔ)料罐，III 為過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽，1為雙層反應(yīng)管，2為冷卻水進(jìn)口，3為過(guò)氧化氫進(jìn)口，4為物料進(jìn)口，5為冷卻水通道，6為冷卻水出口，7為物料出口，8為主反應(yīng)器放空口，9為過(guò)氧化氫出口，10為儲(chǔ)料罐物料進(jìn)口，11為夾套冷卻水進(jìn)口，12為冷卻水夾套，13為冷凝管冷卻水進(jìn)口，14為儲(chǔ)料罐物料出口，15為冷凝管，16為夾套冷卻水出口，17為冷凝管冷卻水出口，18為儲(chǔ)料罐放空口，19為通向主反應(yīng)器管口，20為通向分離裝置管口，21為與回收裝置相連的管口。圖2為雙層反應(yīng)管；其中1為雙層反應(yīng)管，22為雙層反應(yīng)管外層管，23為帶孔直管上的小孔，M為帶孔直管。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，以便使本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。實(shí)施例1如圖1所示。一種用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)由主反應(yīng)器、物料冷凝儲(chǔ)料罐和過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽三部分組成。主反應(yīng)器I中設(shè)有多根雙層反應(yīng)管1，底部設(shè)有物料進(jìn)口 4、過(guò)氧化氫進(jìn)口 3，下側(cè)有冷卻水進(jìn)口 2，頂部設(shè)有物料出口 7、 過(guò)氧化氫出口 9及測(cè)溫儀表，上側(cè)有冷卻水出口 6 ；雙層反應(yīng)管1外層為反應(yīng)物料通道22， 內(nèi)層是循環(huán)過(guò)氧化氫的帶孔直管M及其小孔23 (如圖2所示)。物料冷凝儲(chǔ)料罐II外側(cè)有冷卻水夾套12及夾套冷卻水進(jìn)口 11、夾套冷卻水出口 16，內(nèi)有冷凝水管15及冷凝水管冷卻水進(jìn)口 13、冷凝水管冷卻水出口 17 ；上端儲(chǔ)料罐物料進(jìn)口 10與主反應(yīng)器出料出口 7相連；下端儲(chǔ)料罐物料出口 14設(shè)有三通口 19、20，分別與主反應(yīng)器和分離裝置相連。過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽III與主反應(yīng)器也組成循環(huán)系統(tǒng)。主反應(yīng)器I與物料冷凝儲(chǔ)料罐II上端分別設(shè)有放空口 8、18，通過(guò)連接與回收裝置相連的管口 21與回收裝置相連。實(shí)施例2實(shí)施例1所述用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器中，主反應(yīng)器I 高度為1米，內(nèi)徑為0. 5米，均勻放置10根雙層反應(yīng)管，其中雙層反應(yīng)管長(zhǎng)度lm，內(nèi)徑30mm ； 內(nèi)層帶孔直管的長(zhǎng)度為1米，內(nèi)徑為10毫米，小孔直徑為2毫米，個(gè)數(shù)為100個(gè)均勻分布在直管上；物料冷凝儲(chǔ)液罐II的高為0. 5米，內(nèi)徑為0. 5米，螺旋于罐內(nèi)冷凝管的內(nèi)徑為15 毫米，長(zhǎng)度為50米；過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽III高度為0. 2米，寬度為0. 5米。70°C反應(yīng)30分鐘， 苯酚轉(zhuǎn)化率18. 8%，苯二酚選擇性91.5%。實(shí)施例3實(shí)施例1所述用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器中，主反應(yīng)器高度為9. 5米，內(nèi)徑為3米，均勻放置40根雙層反應(yīng)管，其中雙層反應(yīng)管長(zhǎng)度為9米，內(nèi)徑 50毫米，內(nèi)層帶孔直管的長(zhǎng)度為9米，內(nèi)徑為30毫米，小孔直徑為8毫米，個(gè)數(shù)為120個(gè)； 物料冷凝儲(chǔ)液罐的高為3米，內(nèi)徑為3米，螺旋于罐內(nèi)冷凝管的內(nèi)徑為25毫米，長(zhǎng)度為120 米；過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽高度為2米，寬度為1. 5米。60°C反應(yīng)60分鐘，苯酚轉(zhuǎn)化率17. 6%，苯二酚選擇性92. 8%。
權(quán)利要求1.一種用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器，由主反應(yīng)器(I)、物料冷凝儲(chǔ)料罐 (II)和過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽(III)組成；其中主反應(yīng)器(I)中設(shè)有多根雙層反應(yīng)管(1)，主反應(yīng)器(I)底部設(shè)有物料進(jìn)口 G)、過(guò)氧化氫進(jìn)口(3)，下側(cè)設(shè)有冷卻水進(jìn)口 O)，頂部設(shè)有物料出口(7)、過(guò)氧化氫出口(9)及測(cè)溫儀表，上側(cè)設(shè)有冷卻水出口(6)，其中雙層反應(yīng)管(1) 內(nèi)層是帶有小孔的帶孔直管(M)，帶孔直管04)與雙層反應(yīng)管(1)的外層間為反應(yīng)物料通道0 ；物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)外側(cè)設(shè)有冷卻水夾套(12)，冷卻水夾套(1 上側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有冷卻水夾套的冷卻水進(jìn)口(11)和冷卻水夾套的冷卻水出口(16)，物料冷凝儲(chǔ)料罐 (II)內(nèi)有冷凝管(15)，其中冷凝管(1 下端設(shè)有冷凝管冷卻水進(jìn)口(13)，上端設(shè)有冷凝管冷卻水出口(17)；物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)頂部設(shè)有物料冷凝儲(chǔ)料罐物料進(jìn)口(10)，物料進(jìn)口(10)與主反應(yīng)器物料出口(7)相連；物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)下端設(shè)有物料冷凝儲(chǔ)料罐物料出口(14)，物料出口(14)下接三通口，分別通過(guò)通向主反應(yīng)器管口(19)與主反應(yīng)器相連，通過(guò)通向分離裝置管口 OO)和分離裝置相連；過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽(III)通過(guò)與主反應(yīng)器 (I)底部的過(guò)氧化氫進(jìn)口( 和主反應(yīng)器(I)頂部過(guò)氧化氫出口(9)與主反應(yīng)器組成循環(huán)系統(tǒng)；主反應(yīng)器(I)上端設(shè)有主反應(yīng)器放空口(8)，物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)上端設(shè)有放空口 (18)，主反應(yīng)器放空口(8)和物料冷凝儲(chǔ)料罐放空口(18)相連并通過(guò)與回收裝置相連的連接口與回收裝置相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的主反應(yīng)器(I)的高度為 1-10米，內(nèi)徑為0. 5-5米。
3.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的雙層反應(yīng)管(1)長(zhǎng)度為 0. 5-9. 5米，內(nèi)徑為20-150毫米；主反應(yīng)器(I)中多根雙層反應(yīng)管(1)的數(shù)量為10-50根。
4.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的帶孔直管04)長(zhǎng)度與雙層反應(yīng)管(1)長(zhǎng)度相等，雙層反應(yīng)管與帶孔直管04)的內(nèi)徑比為1.5-5 1。
5.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的帶孔直管04)上的小孔 (23)直徑為1-10毫米；小孔數(shù)量為20-200個(gè)，均勻分布于帶孔直管04)上。
6.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)高度為0. 5-3米，內(nèi)徑為0. 5-3米；物料冷凝儲(chǔ)料罐(II)內(nèi)的冷凝管(15)長(zhǎng)度為3-150米，內(nèi)徑10-30毫米。
7.按照權(quán)利要求1所述的循環(huán)式反應(yīng)器，其特征在于所述的過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽(III)高度0. 1-2米，寬度為0. 1-2米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于苯酚羥基化制苯二酚的循環(huán)式反應(yīng)器，由主反應(yīng)器、物料冷凝儲(chǔ)料罐和過(guò)氧化氫儲(chǔ)料槽三部分組成。主反應(yīng)器中設(shè)有多根雙層反應(yīng)管，外層為反應(yīng)物料通道，內(nèi)層是循環(huán)過(guò)氧化氫的帶孔直管；主反應(yīng)器下端設(shè)有物料、過(guò)氧化氫及冷卻水進(jìn)口、測(cè)溫儀表，上端設(shè)有物料、過(guò)氧化氫及冷卻水出口、測(cè)溫儀表。物料冷凝儲(chǔ)液罐外有冷卻水夾套，內(nèi)有冷凝水管，用于物料的二次冷凝；上端進(jìn)料口與主反應(yīng)器出料口相連；下端出口設(shè)有三通口，分別與主反應(yīng)器和分離裝置相連。過(guò)氧化氫儲(chǔ)液槽與主反應(yīng)器也組成循環(huán)系統(tǒng)。主反應(yīng)器與物料冷凝儲(chǔ)料罐上端設(shè)有放空口，與回收裝置相連，保證反應(yīng)在常壓下進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01J8/06GK202078886SQ201120163008
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者孔巖, 孔慶虎, 張寶龍 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 江蘇泓源化工有限公司