[发明专利]一种二氧化碳加氢制甲酸的强化微界面反应系统及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳加氢制甲酸的强化微界面反应系统，其特征在于，包括：第一反应精馏塔、第二反应精馏塔、精反应器，所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔相互并联；所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔的侧壁由上至下依次设置有氢气进口、二氧化碳进口以及溶剂、催化剂混合进口；

所述第一反应精馏塔、所述第二反应精馏塔、以及所述精反应器内设置有分流型微界面发生器，所述分流型微界面发生器为在微界面发生器本体上设置有多个分流通道，所述氢气进口以及所述二氧化碳进口与设置在所述第一反应精馏塔、所述第二反应精馏塔内部的任意所述分流型微界面发生器连接，所述分流型微界面发生器设置在第一反应精馏塔以及第二反应精馏塔的降液管内；

所述溶剂、催化剂混合进口设置在所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔的塔底，以用于将进入的溶剂、催化剂充满整个所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔；

所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔的塔顶设置有甲酸出口以用于产品甲酸的排出，从所述甲酸出口出来的甲酸后续进入所述精反应器进行精反应，所述第二反应精馏塔。

2.根据权利要求1所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述第一反应精馏塔内的分流型微界面发生器的个数为3个，3个所述分流型微界面发生器由上至下依次排列，位于上部的所述分流型微界面发生器设置在所述第一反应精馏塔内的塔板之间，与氢气进口相通用于将进入的氢气进行分散破碎，位于下部的两个所述分流型微界面发生器设置在靠近所述第一反应精馏塔的底部，均与二氧化碳进口相通用于将进入的二氧化碳进行分散破碎。

3.根据权利要求2所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述第一反应精馏塔内部的上部与中部的所述分流型微界面发生器上的分流通道方向相对，位于底部的所述分流型微界面发生器的分流通道朝向所述第一反应精馏塔的底部。

4.根据权利要求1所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述第二反应精馏塔内部的分流型微界面发生器的个数为2个，分别设置在所述第二反应精馏塔内部的相邻塔板之间。

5.根据权利要求4所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述第二反应精馏塔内部的位于上部的分流型微界面发生器上的分流通道设置方向朝下，位于下部的分流型微界面发生器上的分流通道设置方向朝上。

6.根据权利要求5所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述精反应器内部的分流型微界面发生器的分流通道设置方向朝向所述精反应器的侧壁。

7.根据权利要求1-6任一项所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔内设置有液体喷射器，所述液体喷射器与所述溶剂、催化剂混合进口相通。

8.根据权利要求7所述的强化微界面反应系统，其特征在于，所述液体喷射器呈半圆型，所述液体喷射器的底面紧贴在所述第一反应精馏塔与所述第二反应精馏塔的侧壁上，所述液体喷射器内布设有多根液体喷射管，所述液体喷射管连接有喷射头，所述喷射头均匀分布在半圆面上。

9.采用权利要求1-8任一项所述的二氧化碳加氢制甲酸的强化微界面反应系统的反应方法，其特征在于，包括如下步骤：

将氢气、二氧化碳、溶剂以及催化剂混合微界面分散破碎后进行加氢反应，再进行纯化得到甲酸，加氢反应的温度为120-160℃，加氢反应的压力为0.05-2MPa。

10.根据权利要求9所述的反应方法，其特征在于，所述溶剂为含10-16个碳的直链或支链烷烃；

所述催化剂为甲酸盐，包括甲酸铜、甲酸铁、甲酸钴、甲酸锰、甲酸镍中的一种或几种；

所述溶剂与所述催化剂的质量比为(10:1)-(1000:1)。