本发明是一种把化学反应体系中的生成物有选择的从反应体系中分离出来的化学反应器。 现有的化学反应器,反应体系中生成物的分离一般是以气态的形式从体系中分离出来,如酯化反应的甲苯脱水,是利用甲苯和水形成共沸物,冷却后甲苯和水分层,水被分离,再有对苯二甲酸双羟二乙酯聚合时抽真空除去乙二醇。
本发明的目的在于使反应体系中一种以上的反应生成物包括气态、液态、固态有选择性的通过相转移从反应体系中分离出来,使反应完全,收率接近理论量,若选择分离物为产物或萃取部分相串联可达到连续操作的目的。
本发明提供了一个相转移反应器,它是由搅拌反应釜和分离器组成,该分离器由热交换和萃取两部分组成,在分离器和反应釜相连的两条管路上的任一条管路上有一个泵,用来按所需的流量来输送反应物料进入分离器(物料可经过热交换部分,或不经过热交换部分,但必须通过萃取部分),经萃取液萃取后的物料又返回到反应釜,从而实现反应生成物由反应体系到萃取液的相转移。萃取液是根据和分离物,物料体系的关系来确定地。萃取液比重不同可以有多相,也可串联萃取部分形成多相萃取,每一萃取相部分上下有两个流体进出口,进口补充新鲜萃取液,出口排出分离物,使本反应器具有连续化操作功能。
根据被分离物质的沸点、比重、不同温度下的物态和在萃取液中的物态,可以有7种不同形式的相转移反应器。
附图1到附图8是本发明的示意图。
以下结合附图对本发明作进一步的描述。
图1,一个搅拌反应釜〔1〕和分离器〔2〕、〔3〕由管路相连,物料流体的输送靠位差来完成。液面指示计〔4〕用来观察萃取液相的量,以免过量流入反应釜。物料(气相)通过管道由反应釜到分离器先通过热交换部分,物料由气相变为液相,再通过多孔板进入萃取液相,需分离的生成物从物料中转移到萃取液,比重小于萃取液的物料相通过萃取液由上方返回到反应釜中,若被分离物是产物,可通过萃取相部分的下管口排出分离物,上管口补入新鲜萃取液,实现连续操作。图1适应于被分离物在物料体系中是低沸点物质。
图2,适用于物料体系中分离物是低沸点物质,物料相比重大于萃取液相的情况,物料相通过萃取液相后,由萃取液下方返回到反应釜〔1〕中。
图3,反应釜〔1〕中输出管路的管口直接和〔1〕内物料接触,并在管路上有一个泵〔5〕,用来输送物料,在萃取部分回路管道口下方有一个可拆卸的滤网〔6〕,物料体系中分离的是高沸点物质,比重小于萃取液的物料相则通过萃取液从萃取液相的上方返回到反应釜。当被分离物析出沉淀时,需加滤网〔6〕,以阻止被分离物返回到反应釜。
图4,适用于物料体系中分离物是高沸点物质,物料相的比重大于萃取液相,物料相通过萃取液相后由萃取液下方返回到反应釜〔1〕中。
图5,热交换部分〔2〕和萃取部分〔3〕相重迭,反应釜〔1〕的输出管道接在分离器〔2〕、〔3〕的下部。适应分离的物料同图3一样。
图6,适用于物料体系中分离物是高沸点物质,物料相的比重大于萃取相,物料通过萃取液相后,由萃取液相下方返回反应釜〔1〕中。适应分离的物料同图4一样。
图7,分离器有热交换功能,没有萃取液,在回路口下方有一个滤网,液相物料由泵从反应釜〔1〕输送到分离器,因温度的变化,被分离物沉淀析出,经滤网阻挡留在分离器里,物料穿过滤网又返回到反应釜中。此适用于物料体系中分离物因温差变化析出沉淀的情况。
图8,表示了图1-6的分离器串联萃取部分。根据分离物的情况可实现连续操作。