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[20191017062] 液-液两相反应过程的强化技术及产业化

面议
化工冶金
未知
福州大学
20191017062
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本项目针对液-液两相反应中存在的传质速率慢,反应效率低,间歇操作等问题,选择二氢月桂烯水合与乙酸异龙脑酯皂化两个反应为代表,分别对各个反应的反应动力学与热力学数据进行测量,以此建立液-液两相反应的传质-反应耦合模型,探讨传质过程与化学反应间的耦合规律;分别采用喷射流反应器与振荡流反应器两种新型反应强化设备对两个反应进行强化,建立了2套实验室小试装置,并考察操作条件对反应过程的影响;根据以上研究结果,开发了1套以振荡流反应器为中心的乙酸异龙脑酯连续皂化反应中试装置,并于合作企业建成投产。目前,该项目的研究成果已经超额达成了省科技厅项目的相关技术指标,并于2017年4月顺利完成了项目的结题工作。

 

技术指标:

1)以二氢月桂烯水合制备二氢月桂烯醇(慢反应过程)和乙酸异龙脑酯皂化制备异龙脑(快反应过程)典型的液-液两相反应过程为研究对象,探索强化液-液两相流体微观混合的规律和方法。

2)建造2套实验室小试装置,探讨振荡流反应器和静电液体分散等反应工艺参数和设备参数对反应过程的影响,优化反应器的结构,并建立反应器的数学模型,形成反应过程强化技术;

3)采用强化新技术在工厂现场建立1套1000吨/年中试规模的新型反应装置,实现中试生产。乙酸异龙脑酯皂化单程转化率≥95%,选择性≥94%;与传统的搅拌釜式反应器相比,实现乙酸酯皂化的间歇过程变为连续过程,乙酸异龙脑酯皂化时间从原来的10小时降至2.5小时以下。

4)项目实施期内(至2017年),形成年产1000吨樟脑生产能力,实现销售收入2475万元,利润280万元。申请专利2项,发表论文3篇,转让技术1项。

 

应用前景:

与传统的反应器相比,采用新型的反应器将把间歇过程改为连续过程,不但可以大大降低反应器的尺寸和占地面积,而且可以降低过程的能耗,缩短反应时间,提高催化剂的利用效率。此项新技术不仅用于二氢月桂烯水合和乙酸异龙脑酯皂化过程,还可应用到其他液-液两相反应过程中,若能够将这一技术成功推广,必然能够产生更大的经济效益。由于新型反应器大大强化了反应的传质过程,能够在更短的时间里得到更高的产量,同时反应的收率、选择性等都可以有所提高,不仅提高了原料的利用率,降低了副产物和三废的生成,还能够降低动力和能源的消耗,也有利于环境保护。

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