[发明专利]一种气升式环流反应器及用其制备碳酸丙/乙烯酯的方法

权利要求书

1.一种气升式环流反应器，包括反应器外筒体，所述反应器外筒体的上封头端设有进料口及气相出口，反应器外筒体的下封头端设有出料口，其特征在于，所述反应器外筒体的内部固定有多层水平设置的塔盘，塔盘的中心设有与塔盘的上、下空间相连通的气相通孔，在气相通孔处设有垂直于塔盘且与气相通孔同轴设置的内筒，以使所述塔盘、反应器外筒体以及该内筒的外壁之间围成液相空间，液相空间的上方为气相空间；相邻塔盘的液相空间之间通过溢液管相连通；最上层的塔盘的液相空间通过溢液管与上封头端的进料口连通；在所述液相空间的底部围绕所述气相通孔设有气液分布环管，绕气液分布环管的外圆周分布有液相喷头，气液分布环管及液相喷头的上方设有蒸汽盘管，所述蒸汽盘管围绕所述内筒设置，以使在蒸汽盘管与内筒之间作为升流区，蒸汽盘管与反应器外筒体间作为降液区，蒸汽盘管上方作为气液分离区以及蒸汽盘管与塔盘间作为导流区；所述反应器外筒体的侧壁上开设有分别与蒸汽盘管的入口端和出口端相连通蒸汽入口和凝液出口。

2.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述蒸汽盘管通过盘管支架固定于液相空间中，并使蒸汽盘管的底部距离塔盘100～200mm，蒸汽盘管的总体高度为200～600mm。

3.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述蒸汽盘管上设有环形翅片，所述环形翅片上设有导流孔，导流孔的一侧设有向环形翅片的中心延伸的舌形阀片，所述舌形阀片与环形翅片间的夹角为15~75°。

4.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述液相喷头紧贴塔盘底部设置，且位于所述蒸汽盘管的正下方，所述液相喷头与液相喷头和内筒圆心间连线的夹角为30～90°。

5.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述塔盘的气相空间的高度为塔盘间距的20%～80%。

6.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述升流区、降液区的横截面积比为0.3:1～1.5:1。

7.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述内筒的内部横截面积为所述反应器外筒体内部横截面积的15%～35%。

8.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器，其特征在于，所述反应器的底部设有液相空间，并连接有液位计。

9.根据权利要求1所述的一种气升式环流反应器制备碳酸丙/乙烯酯的方法，其特征在于，在所述气升式环流反应器的进料口端输入预热后的丙/乙二醇、尿素、催化剂颗粒的混合物料，并使预热后混合物料的温度为100℃～150℃；每层塔盘的液相喷头与喷射液供给端相连，并使所述喷射液与尿素的摩尔比为0.02~0.6；反应过程中，控制气升式环流反应器的内部温度为135～175℃，压力为30～90kPa；并使混合物料在所述气升式环流反应器中停留时间为1～3h；所述气升式环流反应器的输出气相经冷凝及气液分离后得到冷凝液及不凝气，将所述冷凝液升温至150℃～230℃后输入所述气升式环流反应器中的气液分布环管中，以将其喷入升流区进行部分气化，并控制气化率为5～50%；所述不凝气由真空泵抽出；反应后的混合液相通过所述气升式环流反应器的出料口输入过滤系统进行催化剂的过滤回收，过滤回收后的滤液送入精馏分离单元，最终分离出碳酸丙/乙烯酯产品以及可循环利用的丙/乙二醇。

10.根据权利要求9所述的一种气升式环流反应器制备碳酸丙/乙烯酯的方法，其特征在于，混合物料中的丙/乙二醇与尿素的摩尔比为1.1～3.3，催化剂颗粒质量为尿素质量的0.5～3%；喷射液与混合物料中的尿素的摩尔比为0.02～0.6；所述喷射液的主成分为丙/乙二醇。