一种生产硝酸异辛酯的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种微反应器装置，具体地说是一种能够高效、安全地生产硝酸 异辛酯的微反应器装置。
【背景技术】
[0002] 微反应技术起源于上个世纪90年代，微反应技术最初是以芯片反应器的形式，在 芯片上刻蚀上简单的通道，随着这种芯片反应器在生物分析领域的广泛应用，微反应器的 优势逐渐凸显，逐渐开始意识到微反应器强于常规的高效的传质传热能力，于是将微反应 器应用到化学合成领域；微反应器发展到今天，已经不再单纯追求反应通道的微小，而是通 过结构的设计，将宏观的流体结构化，通过反应通道改变流体流型形成微元尺度的液流，形 成高效快速的传质传热。对于放热反应，用传统的釜式反应器，反应放出的热量不能及时的 释放，反应温度不能精确控制。因此反应速度与反应规模常常被人为的加以限制，否则可能 会发生爆炸。以硝酸异辛酯的工业生产为例：硝酸异辛酯是一种性能优良的柴油十六烷值 改进剂，可降低柴油的自燃活化能，改善着火性能。该产品的现有生产技术为：以浓硫酸为 催化剂，异辛醇与硝酸发生硝化反应生成硝酸异辛酯，反应方程式如下：
[0003]
【主权项】
1. 一种生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于，所述装置包括进料系统、预冷系统、混合 系统、反应系统、接收系统和循环浴系统；所述进料系统包括原料储罐和进料泵、清洗泵； 所述预冷系统包括微换热器；所述混合系统包括至少一台微混合器；所述反应系统包括列 管反应器；所述接收系统包括接收储罐；所述原料储罐、进料泵、微换热器、微混合器、列管 反应器以及接收储罐串联连接；所述预冷系统、混合系统和反应系统置于循环浴系统；所 述微混合器为微混合器A、B或C或多个A，B，C的并列组合使用。
2. 根据权利要求1所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述微混合器为微混 合器A，其结构为：由两个具有微结构的平板组合成一个主通道，该通道的几何结构是一种 复杂的坡状结构；流体在流动过程中可以不断上升和下降，从而实现流体的多次分离及重 新组合。
3. 根据权利要求1所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述微混合器为微混 合器B，其结构为：具有两个带坡型壁面的通道和狭缝状交叉型通道；当液体通过该混合器 的两个带坡型壁面的通道结构对流注入混合单元后，通过狭缝状交叉型通道形成数十支两 种待混流体的流动薄层的周期性结构，层流体在入口流垂直的方向上离开混合器。
4. 根据权利要求1所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述微混合器为微混 合器C，其结构为：具有一系列不同类型的混合芯片紧密排列在一起；当流体通过不同的通 道流经不同类型的混合芯片的中心区域实现流体间多层次包裹瞬间扩散即可实现快速混 合。
5. 根据权利要求1所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述微换热器的内部 结构为由几个或几百个微结构板片排列而成，通过高精度的激光焊接密封，形成微管式内 腔，换热面积大。
6. 根据权利要求1所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述的列管反应器为 由一系列可自由组合的合金、搪瓷或不锈钢材质管线构成。
7. 根据权利要求1-6任一所述的生产硝酸异辛酯的装置，其特征在于：所述进料系统 包括三个原料储罐和四台进料泵、一个清洗储罐；所述预冷系统包括三台微换热器；所述 混合系统包括至少两台微混合器；所述反应系统包括两段列管反应器；所述接收系统包括 洗涤系统和蒸馏系统；所述洗涤系统包括两个进料储罐、三台进料泵、三台分离器、三台储 液器和至少两台微混合器；所述蒸馏系统包括一台进料泵和一个蒸馏塔；所述进料系统的 原料储罐、进料泵与预冷系统的微换热器，反应系统的微混合器、列管反应器，洗涤系统的 分离器、储液器、微混合器以及蒸馏系统的进料泵、蒸馏塔串联连接；所述预冷系统、混合系 统和反应系统置于循环浴系统；所述微混合器为A、B或C中一种或两种以上的并列组合使 用。
【专利摘要】本实用新型公开了一种生产硝酸异辛酯的装置，所述装置包括进料系统、预冷系统、混合系统、反应系统、接收系统和循环浴系统，具体地说是一种能够高效、安全地生产硝酸异辛酯的装置；本申请克服现有技术存在的安全隐患和生产效率较低的问题，采用微混合器和合金材质的列管反应器的连接装置，利用该装置所具有的高效传热传质能力以及易于直接放大的特征，使异辛醇的转化率达99%以上，硝酸异辛酯的收率达98%以上；本申请具有较高的操作安全性及选择性，可实现反应连续化，对强化和保障硝酸异辛酯的高效安全生产具有重要意义。
【IPC分类】C07C201-02, B01F13-00, C07C203-04
【公开号】CN204474556
【申请号】CN201520051652
【发明人】曾伟, 滕坤, 朱世伟, 李珊珊, 王明爽
【申请人】大连微凯化学有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年1月26日