[发明专利]一种环戊烷无催化剂氧化的强化系统及工艺

权利要求书

1.一种环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，包括：微界面发生器、反应容器、进料单元以及产物处理单元；其中，

所述微界面发生器与所述进料单元相连，用以将氧气的压力能和/或环戊烷的动能转化为氧气气泡的表面能，使氧气气泡破碎为直径为1μm≤d＜1mm的微米级气泡以提高煤浆与氢气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并使微米级气泡与环戊烷混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化环戊烷与氧气间的传质效率和反应效率；

所述反应容器与所述微界面发生器相连，用于作为环戊烷无催化剂氧化的反应场所；

所述进料单元用于将环戊烷和氧气输送至所述微界面发生器内；

所述产物处理单元与所述反应容器相连，用以对所述环戊烷无催化剂氧化反应所得混合物进行处理。

2.权利要求1所述的环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器中的一种或几种。

3.权利要求1所述的环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，所述进料单元包括：液相进料单元和气相进料单元；其中，

所述液相进料单元与所述微界面发生器相连，用以将环戊烷输送至微界面发生器内；

所述气相进料单元与所述微界面发生器相连，用以将氧气输送至微界面发生器内。

4.权利要求3所述的环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，所述液相进料单元包括：环戊烷储存罐和第一泵；其中，

所述环戊烷储存罐用以储存环戊烷；

所述第一泵分别与所述环戊烷储存罐和所述微界面发生器相连，用以将所述环戊烷从所述环戊烷储存罐输送至所述微界面发生器内。

5.权利要求1所述的环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，所述产物处理单元包括：第二泵、过滤罐以及精馏塔；其中，

所述第二泵与所述反应容器相连，用于将所述环戊烷无催化剂氧化反应所得混合物由所述反应容器输送至所述过滤罐内；

所述过滤罐与所述第二泵相连，用于将所述环戊烷无催化剂氧化反应所得混合物所包含的固体产物与液体产物进行分离；

所述精馏塔与所述过滤罐相连，用以减压精馏分离环戊酮与环戊醇。

6.权利要求5所述的环戊烷无催化剂氧化的强化系统，其特征在于，所述精馏塔设有两个分别用于将环戊酮与环戊醇排出塔外的出料口。

7.环戊烷无催化剂氧化的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

反应物的制备：将一定量的环戊烷经第一泵从环戊烷储存罐抽取至微界面发生器内，同时，将一定量的且压强为预设压强的氧气从氧气储存罐传送至所述微界面发生器内；所述微界面发生器将氧气的压力能和/或环戊烷的动能转化为氧气气泡的表面能，使氧气气泡破碎为微米级气泡，并使微米级气泡与环戊烷混合形成气液乳化物，从而增大氧气与环戊烷的相界面积；

环戊酮与环戊醇的制取：将所述气液乳化物输送至反应容器内，所述反应容器内的温度缓慢升至预设初始温度，所述气液乳化物充分反应，反应完成后将所述反应容器内的温度冷却至室温，环戊烷无催化剂氧化反应所得混合物通入过滤罐内，使所述过滤罐对其进行固液分离，分离出来的固体由所述过滤罐的底部排出，分离出的液体通入精馏塔内进行减压精馏，取130℃-131℃馏分，即为环戊酮，取140℃-141℃馏分，即为环戊醇。

8.权利要求7所述的环戊烷无催化剂氧化的工艺，其特征在于，所述氧气的预设压强的范围为0.6MPa-1.2MPa。

9.权利要求7所述的环戊烷无催化剂氧化的工艺，其特征在于，所述预设初始温度为110℃-140℃。