[发明专利]工业化生产四氢糠醇乙醚中循环使用溴元素的装置及方法

权利要求书

1.一种工业化生产四氢糠醇乙醚过程中循环使用溴元素的装置，其特征在于，包括依次相连的原料储蓄-计量输送系统、内置床反应釜(7)、溴化氢吸收罐(8)、固定床反应器(12)、降膜蒸发器(19)、冷凝器(16)和产品罐(17)；

所述内置床反应釜(7)的内部设有搅拌桨，所述搅拌桨的上方设有由烧结陶瓷制成的固定床层；

所述原料储蓄-计量输送系统由并列的溴化钾水溶液储蓄-计量输送单元、浓硫酸储蓄-计量输送单元、和氢气储蓄-计量输送单元组成；

所述装置还包括乙烯储蓄-计量输送单元和硫酸钾罐(20)，所述乙烯储蓄-计量输送单元与所述固定床反应器(12)相连，所述硫酸钾罐(20)与所述内置床反应釜(7)的底部相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述溴化钾水溶液储蓄-计量输送单元由依次相连的溴化钾溶液储罐(1)和溴化钾溶液输送泵(2)组成，所述浓硫酸储蓄-计量输送单元由依次相连的浓硫酸储罐(3)和浓硫酸输送泵(4)组成，所述氢气储蓄-计量输送单元由依次相连的氢气储罐(5)和氢气计量表(6)组成，所述乙烯储蓄-计量输送单元由依次相连的乙烯储罐(10)和乙烯计量表(11)组成；所述溴化钾溶液输送泵(2)、浓硫酸输送泵(4)、氢气计量表(6)分别与内置床反应釜(7)相连，所述乙烯计量表(11)与固定床反应器(12)相连。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述内置床反应釜(7)的固定床层上设有两圈贯穿所述固定床层的上下两侧的通孔，优选的，所述内置床反应釜(7)的床层体积≤20％反应釜容积。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其中，所述固定床反应器(12)的床层体积≤70％反应器容积，床层填充物为氧化铝瓷球。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其中，所述溴化氢吸收罐(8)内设有用于喷洒雾化水的喷头，所述溴化氢吸收罐(8)上设有用于放空氢气的氢气出口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其中，所述固定床反应器(12)的顶部和底部之间设有循环管路。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其中，还包括粗溴乙烷储罐(14)，所述粗溴乙烷储罐(14)设于所述固定床反应器(12)和降膜蒸发器(19)之间。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述装置工业化生产四氢糠醇乙醚过程中循环使用溴元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：将工业化生产四氢糠醇乙醚过程中所产生的副产物溴化钾水溶液和浓硫酸输入内置床反应釜(7)中，在存在氢气条件下反应得到气相产物，将所述气相产物输入溴化氢吸收罐(8)中，通过喷洒雾化水吸收溴化氢后得到溴化氢溶液，将所述溴化氢溶液与乙烯输入固定床反应器(12)中反应，反应产物经过降膜蒸发器(19)处理后得到溴乙烷产物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

(1)将工业化生产四氢糠醇乙醚过程中所产生的副产物溴化钾水溶液和氢气输入内置床反应釜(7)中，向所述内置床反应釜(7)中缓慢加入浓硫酸，充分反应后输出气相产物；

(2)将步骤(1)的气相产物输入溴化氢吸收罐(8)中，通过喷洒雾化水吸收溴化氢后得到溴化氢溶液，将所述溴化氢溶液和乙烯输入固定床反应器(12)中循环反应，充分反应后输出反应产物；

(3)将步骤(2)的反应产物输入降膜蒸发器(19)，收集35～40℃的馏分即为溴乙烷；

(4)将溴乙烷循环回生产四氢糠醇乙醚的原料系统，即完成溴元素循环使用；

优选的，所述溴化钾水溶液中溴化钾的质量分数为25-35％，基于浓硫酸的输入总量计，所述内置床反应釜(7)中，所述溴化钾水溶液中的溴化钾和浓硫酸中的H₂SO₄摩尔比为1.55～2.15：0.75～1.65；所述溴化氢溶液中溴化氢的质量分数为45～55％，所述固定床反应器(12)中，输入的所述溴化氢溶液中的溴化氢和乙烯的摩尔比为0.66～1.15:0.77～1.25。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述内置床反应釜(7)的反应温度为15～45℃，氢气分压为500～750Pa，所述固定床反应器(12)的反应温度为45～70℃，反应压力为0.2～0.3Mpa；

优选的，所述内置床反应釜(7)的反应温度为22～41℃，所述固定床反应器(12)的反应温度为50～65℃，压力为0.22～0.3Mpa；

更优选的，所述固定床反应器(12)的反应温度为55～65℃。