[发明专利]用于烃硝化的等温反应器

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成硝基烷烃的方法。更具体地，本发明涉及具有多个用于引入含水硝酸的入口的等温反应器，从而使得可以在烃原料流动通过反应器时将所述烃原料顺序暴露于多个含水硝酸的流。

背景技术

取决于反应条件和原料结构，烃的硝化通常产生多种产物。例如，用于丙烷硝化的工业气相方法产生基本固定相对浓度的四种硝基链烷产物(硝基甲烷、1-硝基丙烷、2-硝基丙烷和硝基乙烷)的混合物。

然而，一些产物可能比其它产物更理想，和以较无用的化合物为代价而选择性生产更有用的硝化化合物是长期的目标。常规的反应器设计具有潜在的混合、温度控制和腐蚀问题。此外，由于常规的反应器不显示对于理想产物的高的选择性，下游的分离过程可能是非常耗费资金的。因此，存在对于制造具有选择性的硝化的硝基链烷的更经济和更具选择性的方法和反应器的需要。

发明概述

一方面，提供了一种用于合成至少一种硝基烷烃的方法。该方法包括：在反应器中使烃原料与含水硝酸反应以产生反应产物，其中在所述烃原料流动通过反应器的至少一部分时将所述烃原料顺序暴露于多个含水硝酸的流；和从所述反应产物回收所述至少一种硝基烷烃。

另一方面，提供了另一种用于合成至少一种硝基烷烃的方法。该方法包括：在第一反应器工段中使烃原料与含水硝酸顺序反应以提供第一输出流，其中在所述烃原料流动通过所述第一反应器工段时，将含水硝酸通过多个入口引入；在第二反应器工段中使所述第一输出流与含水硝酸进一步反应以提供第二输出流；和从所述第二输出流回收所述至少一种硝基烷烃。

又一方面，提供了一种用于使烃硝化的设备。该设备包括：具有用于接收烃原料的入口和用于释放反应产物的出口的反应器；在所述反应器中的填料；和用于在反应器中的多个不同位置处引入硝酸的多个口，从而使得在所述烃原料从入口流动至出口时所述烃原料经历与硝酸的顺序反应。

前述的概述仅为示例性的而不是旨在以任何方式限制。除以上描述的示例性方面、实施方式和特征，通过参考附图和如下的详细描述，其它方面、实施方式和特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例性实施方式用于合成至少一种硝基烷烃的反应器的示意图。

发明内容

一方面，提供了用于合成至少一种硝基烷烃的方法。该方法能够以等温或近似等温的方式操作，有利地导致对于理想的硝基烷烃的高选择性、高的反应器生产率(磅产物/单位体积反应器)和高的原料转化率。另一方面，提供了用于进行等温或近似等温的烷烃硝化方法的设备。该设备可以包括降低潜在的腐蚀问题的反应器设计。

图1显示了用于合成至少一种硝基烷烃的设备100。设备100可以包括反应器101，其至少具有第一反应器工段102和第二反应器工段103。可以在第一反应工段102中在反应器压力和反应温度下使烃原料104与多个含水硝酸流105a-j反应以产生第一反应产物106。第一反应器工段102可以具有用于接收烃原料104的入口107和用于释放第一反应产物106的出口108。可以在反应器压力和反应温度下使烃原料104与在含水硝酸流105a-j中的含水硝酸反应，从而使得第一反应产物106含有至少一种理想的硝基烷烃。第一反应产物106可以包括例如2-硝基丙烷。在烃原料104流动通过第一反应器工段102的至少一部分时将烃原料104顺序暴露于含水硝酸流105a-j。例如，可将烃原料104暴露于五至十个含水硝酸流105a-j。在示例性实施方式中，可将烃原料104暴露于含水硝酸流105a、然后暴露于含水硝酸流105b、然后暴露于含水硝酸流105c、然后暴露于含水硝酸流105d、然后暴露于含水硝酸流105e、然后暴露于含水硝酸流105f、然后暴露于含水硝酸流105g、然后暴露于含水硝酸流105h、然后暴露于含水硝酸流105i、和然后暴露于含水硝酸流105j。