CN114425286B - 一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法 - Google Patents

一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法,该***包括反应原料混合区和烯烃水合反应区,其中所述的反应原料混合区包括第一混合设备、第二混合设备和物料均质设备。烯烃水合方法如下:(1)质量比≥1的烯烃和水作为第一进料进入第一混合设备,形成第一混合物料;(2)质量比≤1的烯烃和水作为第二进料进入第二混合设备,形成第二混合物料;(3)第一混合物料和第二混合物料分别进入物料均质设备同轴设置的导流筒,导流后经喷嘴喷射后发生对撞,形成烯烃微液滴和水微液滴分散均一、状态稳定的物料,进入烯烃水合反应器进行反应。本发明通过改进的混合设备及反应***,强化烯烃和水的混合分散状态,提高烯烃水合反应单程转化率。

Description

一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法
技术领域
本发明属于石油化工领域,具体地说涉及一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法。
背景技术
烯烃水合反应过程就是典型液(烯烃)-液(水)传质反应体系,反应速率及转化率受液-液传质的影响很大,这主要是由于烯烃和水两液相的相互溶解度较小,制约了烯烃水合工艺的反应效率及产能。现有技术中一般采用静态混合的方式进行混合,在反应过程中,由于常规混合方式的液滴尺寸大(一般是毫米级),存在状态不稳定,使得两相之间的接触表面积大且容易分相,导致传质反应速率非常慢,因此一般都是采用多个反应器串联的方式,存在原料单程转化率低、停留时间长、容易分相、装置能耗高、效率低等问题。
典型的烯烃水合反应为环己烯水合制环己醇、正丁烯水合制仲丁醇。在环己烯水合制环己醇过程中,目前工业上使用的环己烯直接水合生产装置的反应器形式是二级串联全混釜反应器,单程转化率只有为9%,选择性为99%,环己烯水合反应单程转化率低、大量未反应的环己烯与环己醇多次循环精馏分离,能耗较高。
CN109651081A提出了一种环己烯水合制备环己醇的反应精馏方法及其装置,在反应液中加入相转移催化剂,使环己烯、水、催化剂和相转移催化剂形成浆态状溶液。
US3257469使用极性有机溶剂用来增加烯烃与水的互溶性,通过增大反应物分子向催化剂表面的扩散速度和产物向溶剂中的扩散速度,从而提高碳五烯烃的转化率。
US4182920采用三级烯烃水合反应器,反应温度为30~80℃,反应压力为0.46~1.4MPa(绝压),水/戊烯的重量比范围为0.59~1.18,丙酮/戊烯的重量比范围为4.18~7.85。
上述专利中,通过添加提高两相混合的助剂或增加反应级数,都没有从根本上解决烯烃水合反应物之间存在的的混合分散效果差、传质效率低的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明公开了一种烯烃水合反应***和烯烃水合方法,通过改进的混合设备及反应***,强化烯烃和水这两种不易互溶相间的混合分散状态,强化传质,提高烯烃水合反应单程转化率。
本发明的烯烃水合反应***,包括反应原料混合区和烯烃水合反应区,其中所述的反应原料混合区包括第一混合设备、第二混合设备和物料均质设备;
所述的第一和第二混合设备包括微通道组件和壳体,微通道组件固定于壳体内,壳体一端设置烯烃和水原料入口,另一端设置混合物料出口;微通道组件包含多个堆叠的薄片以及相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝,纤维丝与纤维丝间构成若干微通道,纤维丝通过薄片夹紧固定;其中第一混合设备中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的比例1:1~50:1,优选1:1~20:1;第二混合设备中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的比例1:1~1:50,优选1:1~1:20;所述的第一混合设备用于反应原料中烯烃和水的质量比≥1的混合,一般为300:1~1:1,优选30:1~1:1;所述的第二混合设备用于反应原料中烯烃和水的质量比≤1原料的混合,一般为1:300~1:1,优选1:30~1:1;
所述的物料均质设备包含壳体和至少一组均质组件,优选设置1~3组;每组均质组件为一对同轴设置的导流筒,两个导流筒的各自一端为喷嘴,另一端分别连通第一混合设备的混合物料出口和第二混合设备的混合物料出口;壳体顶部或底部设置均质物料出料口;物料均质设备用于第一和第二混合设备的流出物料撞击混合;两股物料在导流筒的导流作用下进入喷嘴,经喷嘴喷射后发生对撞,实现物料均质;
其中,所述的均质组件为固定于壳体内,均质组件之间并联设置;所述的喷嘴固定在导流筒的一端,喷嘴从结构上可以采用离心式、缝隙式、孔管式等中的一种或多种组合,使从喷嘴喷射出来的物料均匀分布在物料均质设备的径向截面,保证接触效率,减少无效接触。
所述的第一和第二混合设备中,所述的纤维丝可以单层或多层排布,优选1~50层,更优选为1~5层;当为多层排布时,优选相邻两层纤维丝沿薄片垂直方向的投影为网状结构;网状结构中的网格形状可以为任意形状,如多边形、圆形、椭圆形等中的一种或多种组合;每层纤维丝中,相邻纤维丝的间距一般为0.5μm~50μm,优选等间距排布,纤维丝沿薄片表面横向、纵向或斜向等任意一种;所述的纤维丝可以为任意曲线形状,优选周期性变化的曲线形状,如波浪形、锯齿形等,优选同一层的纤维丝的形状相同,更优选所有层的纤维丝的形状都相同。
所述的第一和第二混合设备中,微通道组件内相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝直径一般为0.5~50μm,优选为0.5~5μm,更优选为0.5~1μm。其中,所述的亲油性纤维丝一般选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝和聚氯乙烯纤维丝中的至少一种,或选自表面经过物理或化学方法亲油处理的纤维丝;所述的亲水性纤维丝一般选自主链或侧链含有羧基(-COOH)、酰胺基(-CONH-)、氨基(-NH2-)、或羟基(-OH)等亲水性基团的高分子聚合物,且含有的亲水性基团数目越多,亲水性越好,常用的如丙纶纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维,或选自材料经过物理或化学方法亲水处理的纤维丝。
所述的第一和第二混合设备中,微通道组件内薄片厚度一般为0.05mm~5mm,优选0.1~1.5mm。薄片的材质一般根据过流物料性质、操作条件而定,可以为金属、陶瓷、有机玻璃、聚酯等材料中的任意一种,优选金属中的不锈钢(SS30403、SS30408、SS32168、SS31603)材料。薄片的形状可以为长方形、正方形、多边形、圆形、椭圆形、扇形等任意一种,优选长方形或正方形。薄片的尺寸和数量可以根据反应实际需要进行设计调整。
所述的第一和第二混合设备中,壳体内微通道组件沿夹缝方向分为进料端和出料端,物料入口与进料端之间设置进料分布空间,物料出口与出料端之间设置出料分布空间,除进料端和出料端外,微通道组件其余各端均与壳体密封连接。
所述的烯烃水合反应区用于来自反应原料混合区的混合物料进行烯烃水合反应。烯烃水合反应区内设置1个或多个烯烃水合反应器,所述的烯烃水合反应器可以为固定床反应器、流化床反应器、悬浮床反应器、鼓泡床反应器、移动床反应器、塔式反应器、管式反应器或喷射反应器等中的一种或多种组合。优选采用管式反应器,管式反应器之间可以并联或串联。
对于烯烃水合反应来说,烯烃和水两相本身不易互溶,又需要一定的停留时间采用达到较高的单程转化率,经过反应原料混合区的强化混合,使二者形成了均一相,但在经过相当长的停留时间后仍然具有分相而降低反应速率的趋势,为此采用管式反应器,使反应进料在进入反应器后始终保持反应物连续稳定向前流动,即反应进料沿管式反应器半径方向流速处处相等,轴向没有任何返混,所有物料在反应器中具有相同的停留时间,有利于烯烃相和水相不会发生由于物料返混及扰动造成的分相,从而使反应物料长时间保持初始混合的均一相状态,从而保证较高的烯烃水合反应速率和单程转化率。
本发明同时提供一种烯烃水合方法,包括如下内容:(1)质量比≥1的烯烃和水作为第一进料进入第一混合设备,两相流经微通道组件内的纤维丝间构成的微通道,并经纤维丝多次连续切割,形成了含有大量微米级粒子的第一混合物料;(2)质量比≤1的烯烃和水作为第二进料进入第二混合设备,两相流经微通道组件内的纤维丝间构成的微通道,并经纤维丝多次连续切割,形成了含有大量微米级粒子的第二混合物料;(3)第一混合物料和第二混合物料分别进入物料均质设备同轴设置的导流筒,导流后经喷嘴喷射后发生对撞,形成烯烃微液滴和水微液滴分散均一、状态稳定的物料,由出料口排出进入烯烃水合反应区内的烯烃水合反应器进行反应,得到反应产物。
本发明方法中,所述的第一进料和第一进料的质量比在0.5~2:1之间,优选1:1。
本发明方法中,所述的烯烃为乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯、异戊烯、环或己烯等。
本发明方法中,所述的第一进料中烯烃和水的质量比一般为300:1~1:1,优选20:1~1:1;所述的第二进料中烯烃和水的质量比一般为1:300~1:1,优选1:1~1:20。
本发明方法中,所述的第一混合物料中水相液滴的分散尺寸d1为0.5~900μm,优选分散均匀度≥80%;所述的第二混合物料中的烯烃液滴的分散尺寸d2为0.5~900μm,优选分散均匀度≥80%。良好的分散均匀度能够保持两相在反应停留时间内不发生相的分离,改善传质反应速率,达到较好的反应效果和原料转化率。
现有技术中两相不易互溶的烯烃水合反应时,一般是通过将两种原料进行常规混合后引入反应器,针对常规的混合方法和混合设备存在混合效果不理想、混合不均匀、容易分相的问题,从而使烯烃水合反应的传质速率及单程转化率很低。本发明的烯烃水合反应***及方法,采用特定的混合设备,通过调整进料方式、进料比例以及进料间的强化混合,改善了烯烃和水两相的混合效果,使两种混合物料互相渗透扩散及包裹粘附,强化亲油性烯烃微液滴与水微液滴之间的接触程度;同时,匹配适宜的管式反应器,一方面使反应进料在液液反应过程内能够长停留时间内保持初始混合时的两相均一、不分相状态,从而保持两相间的连续高效传质,克服现有烯烃水合反应工艺中两相容易分相而影响反应传质的问题,另一方面基于传统工艺中随着烯烃水合反应的进行,两相浓度逐渐降低,两相主体都需要穿过相界面来进行相间传质才能继续发生反应,由于相界面阻力大,导致两相之间的扩散传质越来越低,影响反应速率,而采用本方法使烯烃和水分子呈现微液滴的密集均布,随着反应的进行这些微液滴不需要扩散传质或穿透相界面就可以直接维持反应,因此随着反应的进行也能够保持较高的反应速率,因而保持较高的单程转化率。本发明由于在反应进料中预先均匀分散了大量的两种液相的小尺寸液滴,不但使反应更加均匀,而且大幅提高反应速率,通过将反应进料引入管式反应器,可以使所有反应物料在反应器中具有相同的停留时间,轴向无反应,有利于烯烃相和水相不会发生由于扰动造成的分相,从而使反应物料长时间保持初始混合状态,从而保证较高的烯烃水合反应速率,这对于解决烯烃水合反应过程中容易分相造成反应速率低具有很好的改善效果。
附图说明
图1是本发明的烯烃水合反应***的示意图
图2是第一混合设备内微通道组件的示意图。
图3是第二混合设备内微通道组件的示意图。
其中,1为烯烃I,2为水I,3为第一进料,4为微通道组件I,5为微通道组件的壳体I,6为微通道薄片I,7为微通道薄片间的夹缝I,8为亲油性纤维丝I,9为亲水性纤维丝I,10为第一混合物料,11为烯烃II,12为水II,13第二进料,14为微通道组件II,15为微通道组件的壳体II,16为微通道薄片II,17为微通道薄片间的夹缝II,18为亲油性纤维丝II,19为亲水性纤维丝II,20为第二混合物料,21为物料均质设备,22为导流筒,23为喷嘴,24为物料均质设备出料口,25为管式反应器,26为烯烃水合反应产物。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明进行详细说明,但不因此限制本发明。
以附图1为例说明本发明的液液反应装置及反应方法:
首先将烯烃I 1和水I 2以质量比≥1的比例引入第一混合设备,第一混合设备包括至少一组微通道组件I 4,在微通道薄片6I 间的夹缝I 7,被夹缝I 7间填充的亲油性纤维丝I 8和亲水纤维丝I 9多次连续切割后,形成第一混合物料10;将烯烃II 11和水II 12以质量比<1的比例引入第二混合设备,第二混合设备包括至少一组微通道组件II 14,在微通道薄片II 16间的夹缝II 17,被夹缝II 17间填充的亲油性纤维丝II 18和亲水纤维丝II 19多次连续切割后,形成第二混合物料 20;将第一混合物料10和第二混合物料20分别引入物料均质设备21,经导流筒22导流后,从喷嘴23喷射出来发生互相碰撞,两相发生渗透扩散后从物料均质设备出料口24离开,然后进入管式反应器25,经过管式反应器发生强化传质反应后作为烯烃水合反应产物26离开。
将本发明的烯烃水合反应***和烯烃水合方法应用于正丁烯水合反应过程,具体反应条件见对比例1、实施例1、实施例2和实施例3。正丁烯原料性质见表1,正丁烯水合采用的催化剂为丹东明珠特种树脂有限公司生产的DNW-II型催化剂。
表1 正丁烯原料组成
对比例1
正丁烯原料与水通过常规的静态混合器,型号为SL-1.6/25-10.0-250,连续三次混合,混合物料进入正丁烯水合反应器发生水合反应。反应器采用普通的上流式反应器,反应器内设置三段催化剂床层,催化剂床层入口设置分布筛板,筛板孔径为2mm。将正丁烯/水混合物料从反应器底部引入烯烃水合反应器,经分布筛板沿反应器截面均匀分布后,进入催化剂床层发生烯烃水合反应,最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。
反应条件、停留时间及原料转化率见表2。
实施例1
将烯烃和水的质量比以4:1的比例引入第一混合设备形成第一混合物料,将烯烃和水的质量比以1:9的比例引入第二混合设备形成第二混合物料;第一混合物料和第二混合物料的质量比为1:1。将第一混合物料和第二混合物料经管道混合后引入管式反应器发生烯烃水合反应,反应器底部进料,共分为四段反应器,每段反应器直管段长2米,四段反应器之间依次收尾连接,反应器直管段共计长8米,反应器内直管段均填装烯烃水合催化剂。
第一混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充5层直径为1μm的玻璃纤维丝、1层直径为1μm的聚丙烯纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状;第二混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充2层直径为1μm的聚酯纤维丝、5层直径为1μm的丙纶纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。
水合反应条件、停留时间及原料转化率见表2。
实施例2
将水烯质量比以5:1的比例引入第一混合设备形成第一混合物料,将水烯质量比以1:11的比例引入第二混合设备形成第二混合物料,第一混合物料和第二混合物料的质量比为1:1。将两股物料引入均质器的两端,经过两端的导流筒导流后及喷嘴喷射出发生相对碰撞,两股物料中的液滴相互渗透扩散,形成均一的混合物引入管式反应器发生烯烃水合反应,底部进料,共分为三段反应器,每段直管段长3米,三段反应器之间依次收尾连接,共计长9米,反应器内直管段均填装催化剂。
第一混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充3层直径为1μm的玻璃纤维丝、2层直径为1μm的聚丙烯纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状;第二混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充1层直径为1μm的聚酯纤维丝、4层直径为1μm的丙纶纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。
水合反应条件、停留时间及原料转化率见表2。
实施例3
将水烯质量比以6:1的比例引入第一混合设备形成第一混合物料,将水烯质量比以1:13的比例引入第二混合设备形成第二混合物料;第一混合物料和第二混合物料的质量比为1:1。将两股物料引入均质器的两端,经过两端的导流筒导流后及喷嘴喷射出发生相对碰撞,两股物料中的液滴相互渗透扩散,形成均一的混合物引入管式反应器发生烯烃水合反应,底部进料,共分为五段反应器,每段直管段长2米,五段反应器之间依次收尾连接,共计长10米,反应器内直管段均填装催化剂。
第一混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充3层直径为1μm的玻璃纤维丝、2层直径为1μm的聚丙烯纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状;第二混合设备中,微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质,薄片厚度为1.5mm,薄片夹缝间填充1层直径为1μm的聚酯纤维丝、4层直径为1μm的丙纶纤维丝,纤维丝等间距排布,间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。
水合反应条件、停留时间及原料转化率见表2。
表2 反应条件和结果
序号 温度,℃ 压力,MPaG 体积空速,h-1 总烯烃与水的质量比 原料单程转化率,wt,% 选择性,%
1 对比例1 175~180 8.0 1.0 0.4 6.8 96.2
2 实施例1 155~160 7.0 1.6 0.5 62.6 99.1
3 实施例2 138~145 6.5 1.5 0.5 63.4 99.1
4 实施例3 138~145 7.0 1.5 0.5 67.2 99.1
本发明方法中的亲油性液滴在亲水性中的分散尺寸和分散效果是通过高速摄像仪来获得,并通过选择若干个特征粒子来得到分散相粒子的均匀度,粒子尺寸越小、均匀度越高,说明混合分散的效果越好。为此,本实施例及对比例的混合分散效果的测定方法为:同一条件下通过不同混合分散方法(如采用常规静态混合器、本发明的油水微通道混合设备形成的混合物料I和水油微通道混合设备形成的混合物料II),每组方法至少取得10组混合物料样品,利用英国IX i-SPEED 5高速摄像机来拍摄混合物料样品中分散相的粒子尺寸大小,将照片中粒子加和,计算出各种尺寸粒子的百分含量,得到各种尺寸粒子的正态分布图,从而得到粒子均匀度。

Claims (18)

1.一种烯烃水合反应***,其特征在于包括反应原料混合区和烯烃水合反应区,其中所述的反应原料混合区包括第一混合设备、第二混合设备和物料均质设备;所述的第一和第二混合设备包括微通道组件和微通道组件的壳体,微通道组件固定于微通道组件的壳体内,微通道组件的壳体一端设置烯烃和水原料入口,另一端设置混合物料出口;微通道组件包含多个堆叠的薄片以及相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝,纤维丝与纤维丝间构成若干微通道,纤维丝通过薄片夹紧固定;其中第一混合设备中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的比例1:1~50:1;第二混合设备中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的比例1:50~1:1;所述的物料均质设备包含壳体和至少一组均质组件;每组均质组件为一对同轴设置的导流筒,两个导流筒的各自一端为喷嘴,另一端分别连通第一混合设备的混合物料出口和第二混合设备的混合物料出口;壳体顶部或底部设置均质物料出料口;
所述的第一混合设备用于反应原料中烯烃和水的质量比300:1~4:1的混合;
所述的第二混合设备用于反应原料中烯烃和水的质量比1:300~1:9的混合;
物料均质设备用于第一和第二混合设备的流出物料撞击混合;两股物料在导流筒的导流作用下进入喷嘴,经喷嘴喷射后发生对撞,实现物料均质;
所述的烯烃水合反应区用于来自反应原料混合区的混合物料进行烯烃水合反应;烯烃水合反应区内设置1个或多个烯烃水合反应器,所述的烯烃水合反应器为管式反应器,管式反应器之间并联或串联。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于:所述的均质组件为固定于壳体内,均质组件之间并联设置;所述的喷嘴固定在导流筒的一端,喷嘴采用离心式、缝隙式或孔管式中的一种或多种组合,使从喷嘴喷射出来的物料均匀分布在物料均质设备的径向截面。
3.根据权利要求1所述的***,其特征在于:所述的第一和第二混合设备中,所述的纤维丝单层或多层排布;当为多层排布时,相邻两层纤维丝沿薄片垂直方向的投影为网状结构。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于:所述的第一和第二混合设备中,所述的纤维丝为1~50层。
5.根据权利要求3所述的***,其特征在于:每层纤维丝中,相邻纤维丝的间距为0.5μm~50μm。
6.根据权利要求1所述的***,其特征在于:所述的第一和第二混合设备中,微通道组件内相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝直径为0.5~50μm;所述的亲油性纤维丝选自聚酯纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝、聚氯乙烯纤维丝或表面经过物理或化学方法亲油处理的纤维丝中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的***,其特征在于:所述的亲水性纤维丝选自主链或侧链含有羧基、酰胺基、氨基、或羟基的高分子聚合物。
8.根据权利要求6所述的***,其特征在于:所述的亲水性纤维丝选自丙纶纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维或选自材料经过物理或化学方法亲水处理的纤维丝中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的***,其特征在于:所述的第一和第二混合设备中,微通道组件内薄片厚度为0.05mm~5mm;薄片的材质为金属、陶瓷、有机玻璃或聚酯材料中的任意一种或多种;薄片的形状为多边形、圆形、椭圆形或扇形中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的***,其特征在于:所述的第一和第二混合设备中,微通道组件的壳体内微通道组件沿夹缝方向分为进料端和出料端,物料入口与进料端之间设置进料分布空间,物料出口与出料端之间设置出料分布空间,除进料端和出料端外,微通道组件其余各端均与微通道组件的壳体密封连接。
11.一种烯烃水合方法,其特征在于包括如下内容:(1)质量比300:1~4:1的烯烃和水作为第一进料进入第一混合设备,两相流经微通道组件内的纤维丝间构成的微通道,并经纤维丝多次连续切割,形成了含有大量微米级粒子的第一混合物料;(2)质量比1:300~1:9的烯烃和水作为第二进料进入第二混合设备,两相流经微通道组件内的纤维丝间构成的微通道,并经纤维丝多次连续切割,形成了含有大量微米级粒子的第二混合物料;(3)第一混合物料和第二混合物料分别进入物料均质设备同轴设置的导流筒,导流后经喷嘴喷射后发生对撞,形成烯烃微液滴和水微液滴分散均一、状态稳定的物料,由出料口排出进入烯烃水合反应区内的烯烃水合反应器进行反应,得到反应产物;所述的烯烃水合反应器为管式反应器。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第一进料和第二进料的质量比在0.5~2:1之间。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第一进料和第二进料的质量比为1:1。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的烯烃为乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯、异戊烯、或环己烯。
15.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第一进料中烯烃和水的质量比为20:1~4:1。
16.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第二进料中烯烃和水的质量比为1:9~1:20。
17.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第一混合物料中水相液滴的分散尺寸d1为0.5~900μm,分散均匀度≥80%。
18.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:所述的第二混合物料中的烯烃液滴的分散尺寸d2为0.5~900μm,分散均匀度≥80%。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1151126A (zh) * 1994-06-25 1997-06-04 国际壳牌研究有限公司 旋流反应器
CN1438982A (zh) * 2000-06-28 2003-08-27 巴斯福股份公司 含有2至8个碳原子的烯烃的加氢甲酰化
CN101679164A (zh) * 2007-06-27 2010-03-24 Hrd有限公司 生产醇的方法
DE102010056345A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Siegfried Zech Verfahren zur Herstellung einer Öl-Wasser-Emulsion
CN203750478U (zh) * 2014-03-27 2014-08-06 浙江衢州万能达科技有限公司 一种微通道油水混合装置
CN106046914A (zh) * 2016-07-15 2016-10-26 深圳航天科技创新研究院 一种连续制备有机无机纳米杂化涂料的***及方法
CN106554809A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中国石油化工股份有限公司 轻烃脱硫方法及装置
CN108473601A (zh) * 2015-12-21 2018-08-31 博里利斯股份公司 在线共混方法
CN109012504A (zh) * 2018-09-17 2018-12-18 丹东明珠特种树脂有限公司 联产法由碳四获得高含量丁烯-1制备原料的方法及其***装置
CN109652118A (zh) * 2017-10-10 2019-04-19 中国石油化工股份有限公司 一种洗涤脱盐及油水分离的工艺***和工艺方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1151126A (zh) * 1994-06-25 1997-06-04 国际壳牌研究有限公司 旋流反应器
CN1438982A (zh) * 2000-06-28 2003-08-27 巴斯福股份公司 含有2至8个碳原子的烯烃的加氢甲酰化
CN101679164A (zh) * 2007-06-27 2010-03-24 Hrd有限公司 生产醇的方法
DE102010056345A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Siegfried Zech Verfahren zur Herstellung einer Öl-Wasser-Emulsion
CN203750478U (zh) * 2014-03-27 2014-08-06 浙江衢州万能达科技有限公司 一种微通道油水混合装置
CN106554809A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 中国石油化工股份有限公司 轻烃脱硫方法及装置
CN108473601A (zh) * 2015-12-21 2018-08-31 博里利斯股份公司 在线共混方法
CN106046914A (zh) * 2016-07-15 2016-10-26 深圳航天科技创新研究院 一种连续制备有机无机纳米杂化涂料的***及方法
CN109652118A (zh) * 2017-10-10 2019-04-19 中国石油化工股份有限公司 一种洗涤脱盐及油水分离的工艺***和工艺方法
CN109012504A (zh) * 2018-09-17 2018-12-18 丹东明珠特种树脂有限公司 联产法由碳四获得高含量丁烯-1制备原料的方法及其***装置

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