[发明专利]一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统及工艺

说明书

本发明涉及一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统及工艺，包括：液相进料单元、气相进料单元、微界面发生器、反应器和分离罐。与传统方法相比，本发明通过破碎气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与氧化原料混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，本发明通过大幅度强化传质，因此可大幅减小气液比，在减少气体物耗的同时，降低了后续气体循环压缩的能耗；且本发明所述方法工艺苛刻度低，生产安全性高，吨产品成本低，市场竞争力强。

技术领域

本发明涉及过氧化氢对孟烷制备技术领域，尤其涉及一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统及工艺。

背景技术

过氧化氢对孟烷（PMH）是烯烃乳液聚合引发剂，主要用作丁苯橡胶、乙丙橡胶及丁腈橡胶聚合引发剂，此外PMH还用于不饱和聚酯的交联剂、制备香料等。

用空气或富氧空气氧化对孟烷，是获取过氧化氢对孟烷的重要方法。目前，工业上由对孟烷氧化生产过氧化氢对孟烷采用的是无催化氧化技术，通常采用间歇法在110℃~140℃的温度下反应，以空气为氧化剂，反应时间长达8小时以上，过氧化氢对孟烷的产率为12%左右。由于反应时间长，导致副产物较多，物料损耗比较高，产品质量不稳定。同时，对孟烷的单程转化率较低，导致原料循环量大，过氧化氢对孟烷在提浓过程中的能量消耗较大。

中国专利公开号：CN101962352B公开了一种连续化生成过氧化氢对孟烷的方法，将对孟烷和催化剂组成的混合溶液加入到氧化塔中，空气或氧气或空气与氧气的混合气体鼓入氧化塔中，使气体与对孟烷溶液充分接触进行氧化反应，其中催化剂是自由基引发剂醋酸铜、醋酸钴或醋酸锰。该方法存在的问题是：气相和液相分布不均匀，导致氧化过程缓慢，物料停留时间长，进而造成氧化效率低，气体利用率低，设备体积大；同时，反应产物需要脱除催化剂和杂质后才能进入下一道工序，步骤复杂、增加了生产成本。

综上所述，传统的过氧化氢对孟烷的生产方法均存在气液接触面积小，导致反应时间过长，副产物较多，物料损耗比较高，气体利用率低，产品质量稳定性差等问题。

发明内容

为此，本发明提供一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统及工艺，用以克服现有技术中含氧气体与氧化原料混合不充分导致的反应速率低和氧化效果差的问题。

一方面，本发明提供一种过氧化氢对孟烷的制备的强化系统，包括：

液相进料单元，用以存储和输送氧化原料，所述氧化原料为含反应诱导剂的对孟烷溶液；

气相进料单元，用以存储和输送含氧气体，所述含氧气体为空气或氧气和惰性气体的混合气体；

微界面发生器，其分别与所述液相进料单元和气相进料单元相连,将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给含氧气体气泡，使含氧气体破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高氧化原料与含氧气体间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将氧化原料与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化氧化原料与含氧气体间反应效率；

反应器，其与所述微界面发生器相连，用以装载气液乳化物并为气液乳化物中的氧化原料和微米级气泡提供反应空间；

分离罐，用以将所述反应器中反应完成的混合物进行气液分离。

进一步地，当含氧气体为氧气和惰性气体的混合气体时，氧气的体积含量为10%-50%，且惰性气体为氮气或氩气。

进一步地，所述反应诱导剂为酮类化合物、醇类化合物或氢过氧化物类化合物中的一种或多种混合物。

进一步地，各所述微界面发生器平行设置，用以将混合后的气液乳化物输出至所述反应器以进行反应。

进一步地，所述微界面发生器为气动式微界面发生器、液动式微界面发生器和气液联动式微界面发生器中的一种或多种。