[发明专利]一种由2-甲基丁醛连续氧化制2-甲基丁酸的装置及方法

说明书

本发明公开了一种由2‑甲基丁醛连续氧化制2‑甲基丁酸的装置及方法，涉及化工生产领域，包括：管式反应器和套筒冷却器；管式反应器至少设置有两个，相邻管式反应器的排气口和进气口相互连通，相邻管式反应器之间设置有套筒冷却器，套筒冷却器的冷却进料口与左侧管式反应器的出料口连通，套筒冷却器的冷却出料口与右侧管式反应器的进料口连通，生产步骤包括：初步进料、初步进气、进冷却液、出料检测和进出料。本发明的优点在于：采用多根管式反应器相互串联的方式进行2‑甲基丁酸的生产加工，将反应物料分散，单个管式反应器中的反应物料较少，大大降低了安全风险采用压缩空气对2‑甲基丁酸进行氧化，相比传统的生产方式，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是涉及一种由2-甲基丁醛连续氧化制2-甲基丁酸的装置及方法。

背景技术

现有2-甲基丁醛制备2-甲基丁酸主要有二种方式：一是用氧化剂如双氧水氧化；二是用液氧(纯氧)氧化。这两种方法均为单釜间歇式。现有两种方法中，用氧化剂如双氧水氧化安全风险高，双氧水为强氧化剂，反应剧烈，稍有不当会因失控而发生安全事故同时产生较多废水(每吨产品能产生1.5吨废水)，不利环保且因需要大量双氧水，成本较高。用液氧氧化工艺因氧化时间长(一般需120小时)，造成原料2-甲基丁醛因易聚合而影响收率；同时进入反应釜的纯氧需连续排放，才能保证安全压力，造成氧气单耗高，原料成本大；且使用大容量单釜加工，安全风险较高。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种由2-甲基丁醛连续氧化制2-甲基丁酸的装置及方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有两种方法中，用氧化剂如双氧水氧化安全风险高，双氧水为强氧化剂，反应剧烈，稍有不当会因失控而发生安全事故同时产生较多废水(每吨产品能产生1.5吨废水)，不利环保且因需要大量双氧水，成本较高。用液氧氧化工艺因氧化时间长(一般需120小时)，造成原料2-甲基丁醛因易聚合而影响收率；同时进入反应釜的纯氧需连续排放，才能保证安全压力，造成氧气单耗高，原料成本大；且使用大容量单釜加工，安全风险较高的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种由2-甲基丁醛连续氧化制2-甲基丁酸的装置，其特征在于，包括：

管式反应器，所述管式反应器包括管体，所述管体上下两端分别开设有排气口和进气口，所述管体左侧下端开设有进料口，所述管体右侧上端开设有出料口；

套筒冷却器，所述套筒冷却器包括冷却液层和物料层，所述物料层设置于冷却液层内部，所述套筒冷却器上下两端分别开设有冷却进料口和冷却出料口，所述冷却进料口和冷却出料口均与物料层连通，所述套筒冷却器左侧下端开设有冷却液进口，所述套筒冷却器右侧上端开设有冷却液出口；

所述管式反应器至少设置有两个，相邻所述管式反应器的排气口和进气口相互连通，相邻管式反应器之间设置有套筒冷却器，所述套筒冷却器的冷却进料口与左侧管式反应器的出料口连通，所述套筒冷却器的冷却出料口与右侧管式反应器的进料口连通。

优选的，最左侧所述管式反应器为进料管，最右侧所述管式反应器为进气管，多个所述管式反应器的高度从进料管到进气管的方向按照高度差H依次递减，所述H至少为30cm。

优选的，所述管式反应器还包括瓷环填料，所述瓷环填料设置于管体内部。

优选的，所述进料管的进料口与与进料泵连接，所述进料管的排气口连接有安全阀，最右侧所述套筒冷却器为排料管，所述排料管的冷却出料口与排料阀连接。

进一步的，提出一种由2-甲基丁醛连续氧化制2-甲基丁酸的方法，包括如下步骤：

初步进料：开启进料泵使2-甲基丁醛从进料管的进料口进入进料管，并通过出料口依次进入各管式反应器，当进气管的出料口排出2-甲基丁醛时关闭进料泵；

初步进气：从进气管的进气口向系统中通入压缩空气，至系统内部达到安全气压时，进料管顶部安全阀自动排气；