專利名稱：一種層流式生產(chǎn)n—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置及反應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工設(shè)備及反應(yīng)方法，尤其涉及一種生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮反應(yīng)裝置及反應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的反應(yīng)器為套管式反應(yīng)器，這種反應(yīng)器為熱載體管道夾套物料管道而成，熱載體在夾套中流通，這種反應(yīng)器因在物料整個(gè)流通過(guò)程中供熱，物料管徑一般較小，如果增加產(chǎn)量則需增加管徑或加長(zhǎng)管子，如果增加管徑過(guò)大勢(shì)必造成加熱不均，存在溫度梯度，使反應(yīng)不能完全進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率較低；加長(zhǎng)管子則系統(tǒng)阻力降增加，反應(yīng)器體積增大。因此，產(chǎn)能受到制約，而且在物料流通反應(yīng)過(guò)程中易造成壁流物料碳化結(jié)焦。國(guó)外曾用過(guò)釜式胺化反應(yīng)器，這種反應(yīng)器是將物料管道螺旋形盤(pán)繞在釜中，仍存在溫度梯度及結(jié)焦現(xiàn)象，體積也較大，該類反應(yīng)器產(chǎn)能仍受制約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用塔式結(jié)構(gòu)，可多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器懸掛于鋼結(jié)構(gòu)上，不受產(chǎn)能限制，可延長(zhǎng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)水平。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入口連接。優(yōu)選的，熱交換器的入料口與混合器的出口連接。優(yōu)選的，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入口之間通過(guò)混合器連接。優(yōu)選的，層流式反應(yīng)器外設(shè)置有隔熱層。優(yōu)選的，熱交換器外設(shè)置有隔熱層。優(yōu)選的，混合器外設(shè)置有隔熱層。優(yōu)選的，多個(gè)層流式反應(yīng)器串行連接。一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)方法，對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱，然后對(duì)反應(yīng)物料保溫進(jìn)行反應(yīng)，最后生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮成品。優(yōu)選的，對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱前進(jìn)行混合。優(yōu)選的，對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱后進(jìn)行混合。采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)原料徑向速度分布平坦，不存在軸向擴(kuò)散，單個(gè)層流式反應(yīng)器等溫層流，在層流式反應(yīng)器中無(wú)需加熱，只需維持熱量平衡，突破了原有增加產(chǎn)量需增加管徑或加長(zhǎng)管子的技術(shù)思路。層流式反應(yīng)器內(nèi)不易結(jié)焦，導(dǎo)熱油用量較少，層流穩(wěn)定，物流分布更均勻，具有良好的傳質(zhì)傳熱效果，反應(yīng)器壓降低，延長(zhǎng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)水平。

由于N—甲基吡咯烷酮的胺化合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，這一反應(yīng)特性為使用層流式反應(yīng)器提供了必要的條件，在反應(yīng)過(guò)程中只需一次性加熱到反應(yīng)溫度就能滿足后續(xù)反應(yīng)的工藝要求。胺化合成反應(yīng)的條件就是壓力、溫度、停留時(shí)間。物料混合均勻后，胺化合成反應(yīng)的壓力主要靠進(jìn)料計(jì)量泵提供。溫度因胺化合成反應(yīng)為放熱反應(yīng)，一般保溫材料即可滿足工藝要求。反應(yīng)過(guò)程中一次加到反應(yīng)溫度后完全能夠滿足。停留時(shí)間遵循先進(jìn)先出的原則， 由產(chǎn)能和反應(yīng)所需要的停留時(shí)間算出反應(yīng)器的容積，就能保證停留時(shí)間。物料混合均勻，壓力、溫度、停留時(shí)間保證后，轉(zhuǎn)化率不會(huì)受到任何影響，實(shí)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是層流式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。熱交換器 2層流式反應(yīng)器3混合器圖中箭頭方向?yàn)槲锪狭鲃?dòng)方向。
具體實(shí)施例方式如圖所示，一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，由混合器的出口與熱交換器的入料口連接，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入料口還通過(guò)一個(gè)混合器連接。 有三個(gè)層流式反應(yīng)器串行連接。層流式反應(yīng)器外設(shè)置有隔熱層。熱交換器外設(shè)置有隔熱層。混合器外設(shè)置有隔熱層。將N—甲基吡咯烷酮的胺化合成反應(yīng)的原料通過(guò)進(jìn)料計(jì)量泵打入混合器中進(jìn)行混合，然后進(jìn)入熱交換器加熱。經(jīng)熱交換器加熱后，再次進(jìn)行混合。然后進(jìn)入層流式反應(yīng)器在穩(wěn)定溫度下進(jìn)行胺化合成反應(yīng)，最后生成成品N—甲基吡咯烷酮。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，熱交換器的入料口與混合器的出口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入口之間通過(guò)混合器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，層流式反應(yīng)器外設(shè)置有隔熱層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，熱交換器外設(shè)置有隔熱層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，混合器外設(shè)置有隔熱層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，其特征在于，多個(gè)層流式反應(yīng)器串行連接。
8.—種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)方法，其特征在于，對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱，然后對(duì)反應(yīng)物料保溫進(jìn)行反應(yīng)，最后生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)方法，其特征在于，對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱前進(jìn)行混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)方法，其特征在于， 對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱后進(jìn)行混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化工設(shè)備及反應(yīng)方法，尤其涉及一種生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮反應(yīng)裝置及反應(yīng)方法。一種層流式生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的反應(yīng)裝置，熱交換器的出料口與層流式反應(yīng)器的入口連接。對(duì)生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮的物料進(jìn)行加熱，然后對(duì)反應(yīng)物料保溫進(jìn)行反應(yīng)，最后生產(chǎn)N—甲基吡咯烷酮成品。采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)原料徑向速度分布平坦，不存在軸向擴(kuò)散，單個(gè)層流式反應(yīng)器等溫層流，在層流式反應(yīng)器中無(wú)需加熱，只需維持熱量平衡，突破了原有增加產(chǎn)量需增加管徑或加長(zhǎng)管子的技術(shù)思路。
文檔編號(hào)C07D207/267GK102249973SQ20111013431
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者宋國(guó)全, 楊理, 肖強(qiáng) 申請(qǐng)人:濮陽(yáng)邁奇科技有限公司