CN1248978A - 用于气液反应的连续方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用至少带一个活性氢的链引发剂生产氧化烯加聚物的连续方法。该方法的特征在于包括如下步骤:a)提供n个反应设备,每个反应设备均由管状反应器(11)和在管状反应器(11)下游的热交换器(14)组成;b)向第一反应设备的反应器中提供预热至预定温度的链引发剂和氧化烯;c)使链引发剂与氧化烯反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物;d)通过热交换器(14)对第一液体混合物进行冷却;e)向下面反应设备的反应器中提供冷却的混合物和氧化烯;f)重复这些步骤直至最后的反应设备,然后排出包含希望产物的最后的混合物。

Description

用于气液反应的连续方法
本发明涉及利用气包液分散机理进行气-液反应的方法。
特别是，本发明涉及：通过利用至少有一个活性氢的链引发剂的加聚反应而生产氧化烯加聚物的连续生产方法。
这些产物，特别是环氧乙烷和环氧丙烷的加聚物主要用作非离子表面活性剂和聚醚-多元醇。
非离子表面活性剂有很广泛的用途，如用作润湿剂，分散剂，稳定剂，乳化剂和抗乳化剂，消泡剂和发泡剂，并且通常用作纺织材料，纸，纤维素，药物，食品，化妆品，涂料，树脂，矿物提取和加工，石油工业的高级回收和提取中的辅助化学剂和官能液。特别是，应提及基于天然或合成脂肪醇的非离子表面活性剂用作家用和工业用洗涤剂配方中的主要成份，另外还应提及的是，聚醚-多元醇用作生产聚氨酯(刚性、半刚性、柔性泡沫、弹性体、粘合剂、密封剂等)生产过程中的主要中间体。
意大利专利1,226,405描述了一种在合适催化剂存在下，氧化烯和带有活性或流动氢原子的化合物的聚合产物的生产方法；其中由氧化烯着手，最常使用的是环氧乙烷和/或环氧丙烷。该专利方法使用两部分反应器，其中上面部分称为气液反应器，下面部分为基本水平设置的积累储蓄器。在上面部分发生气—液反应，链引发剂由中央分布器上的许多喷头提供，而下面部分起接收器的作用，并用于循环通过泵和外部热交换器进行循环，来自上面部分的反应产物再次供至上面部分，以便连续进行聚合反应。
然而，上述专利所述的方法存在着若干个缺点。首先，由于该方法为半连续法，因此，每单位时间的生产率因反应器周期性地排料而受到大大限制。
当提供内部分布器时，在该方法中使用的反应器的表面—体积比将很高，因此，这将增加副反应的可能性。存在有内分布器还将在反应器中产生死区空间，这将使得反应器难于排空和清洗，因此，在改变生产时将产生一系列的问题。
另外还应提及的是，在反应产物重力下的流动将逆扩散并因此过度暴露于氧化烯气氛中；其中所述的反应产物收集在上面的水平部分中并且随后将通入下面部分中。
US4261922描述了制备氧化烯和含羟基的化合物的聚合产物的连续方法，其中氧化烯由1，2-氧化烯着手，所述含羟基化合物选自：水和单-，二-，三-和多-脂族醇。该方法是利用浸于适当热交换液中的、长度至少为1.2米的蛇管反应器而进行的。将羟基化合物和碱性催化剂的混合物连续地引入该反应器中，并使之与沿反应器整个长度上布置的许多装置计量加入的1，2-氧化烯接触。为使反应动力学最优化，以这样的间隔来布置计量装置：在每个位置均能保证未反应氧化烯处于最佳的浓度。
然而，在所述反应器中进行的方法绝对地不能改变任何反应参数如温度、链反应引发剂等，因此该方法有十分严重的缺点。而实际上，每时每刻都会有变化，由于这种变化，未反应氧化烯的浓度也肯定会发生改变，因此，需要再次对计量装置的位置进行调节。另外，还需指出的是，不管什么时候，在起始相中的聚合反应速率总是不同于增长相期间的聚合反应速率，所述计量装置不可能以规则的间隔沿反应器进行布置；因此，所述方法参数的改变需要对每个计量装置进行单独的调节。
因此，基于这个问题，本发明的目的是提供一种生产氧化烯加聚物的方法，该方法可使用任何链引发剂、催化剂和氧化烯，并且该方法还易于克服上述的问题。
根据本发明，通过利用至少有一个活性氢的链引发剂而生产氧化烯加聚物的连续生产方法，解决了所述的问题；其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器和在管状反应器下游的热交换器组成，所述管状反应器至少有一提供氧化烯的第一供料装置，至少一第二供料装置和一出口；所述供料装置位于管状反应器上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一个反应器中，通过至少一个第二供料装置提供预热至预定温度的链引发剂；并通过至少一个第一供料装置提供氧化烯；
c)使链引发剂与氧化烯反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备中的第二个反应器中。借助至少一个第二供料装置提供第一液体混合物，并借助至少一个第一供料装置提供氧化烯；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
术语“管状的”将包括具有任何形状和尺寸的截面的任何细长体。另外，该术语还包括：带有两个不同直径的反应器，一端为锥形端的反应器和蘑菇形反应器。
根据最终希望得到的产物，可以使用的链引发剂为：至少带有一个活性氢的化合物；所述链引发剂的例子为：烷基苯酚，如辛基苯酚，壬基苯酚，十二烷基苯酚，二壬基苯酚，三硬脂酰基苯酚；天然和合成的脂肪醇及其混合物，如癸醇，十三烷醇，油醇，油基乙酰醇，鲸蜡基硬脂醇，羊毛脂，胆固醇，炔属二醇；脂肪胺和氢化胺，如月桂胺，油胺，椰子胺，牛脂胺和大豆胺，牛脂亚胺基亚丙基胺，枞胺；脂肪酰胺，如月桂酰胺，硬脂酰胺，由椰子油，大豆和牛脂衍生得到的脂肪酰胺；脂肪酸如椰子酸，月桂酸，牛脂酸，硬脂酸，棕榈酸，油酸，肉豆蔻酸，亚油酸，松香酸和萘酸；脱水山梨醇酯如单月桂酸脱水山梨醇酯，单棕榈酸脱水山梨醇酯，单硬脂酸脱水山梨醇酯，单油酸脱水山梨醇酯，单松香酸脱水山梨醇酯，二月桂酸脱水山梨醇酯，三硬脂酸脱水山梨醇酯，三油酸脱水山梨醇酯，五月桂酸脱水山梨醇酯，六油酸脱水山梨醇酯，六硬脂酸脱水山梨醇酯；例如椰子和甘油的单甘油酯和单硬脂酸酯；季戊四醇酯，如单月桂酸酯，单油酸酯以及羊毛脂的季戊四醇酯；乙二醇类，如乙二醇，二甘醇，三甘醇和聚乙二醇；丙二醇类，如丙二醇，二丙二醇，三丙二醇和聚丙二醇；环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物及其基于不同链引发剂的无规序列，所述链引发剂如脂肪胺，脂肪醇，甘油，二丙二醇等；油类，如蓖麻油，氢化蓖麻油，貂油，牛脂油和塔罗油；硫醇如十二烷基硫醇。
优选利用氧化烯来实施本发明的方法，所述氧化烯选自：环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷及其混合物。
为激活烷氧基化反应，并使之加速反应，无论什么时候均需要在反应设备上游的混合设备中使链引发剂与催化剂混合。在特别有利的实施方案中，所述催化剂选自：碱金属的氢氧化物和醇化物，以及碱土金属的氢氧化物。由于酸性催化剂有增加产物中二噁烷浓度的缺点，因此它们并不是优选的，但也可以选用酸性催化剂。可以固相或水溶液的形式添加催化剂。
有利地是，在位于n个反应设备的第一个的上游和混合设备的下游处的设备中，对链引发剂和催化剂进行干燥，以便除去形成醇化物时所产生的水、催化剂溶解时所用的水以及存在于链引发剂中的水份。为此使用降膜蒸发器，该蒸发器可以减压至不同的真空度，以便促进除去水份。在所述蒸发器中，使待干燥的混合物以薄膜的形式沿蒸发器的加热壁进行流动，因此，实现了高程度的物质和能量的交换。然而，本发明的方法并不排除使用其它常规的蒸发器。
在优选的实施方案中，将十五个反应设备分成三组，每组五个，以级联方式排列。当待实施的反应类型需要在反应器中有更短的总停留时间时，优选从最后反应装置起，另外在一个或多个反应设备上提供支管。
在本发明特别优选的实施方案中，使第n个液体混合物经受降低其游离氧化烯含量的步骤。为此，提供了一个或多个圆柱反应器，每个反应器其长轴基本上是垂直的，并且每个反应器均带有提供液体混合物的供料装置和出口。在所述的一个或多个反应器中，可能仍以混合物存在的氧化烯和链引发剂将发生反应，直至包含反应产物的混合物中游离氧化烯含量降到至多1ppm为止。必须使流经反应器的液体尽可能地保持平稳，以避免逆扩散。于是，得到了均匀的停留时间，几乎保证了游离氧化烯的完全消耗。
在本发明方法特别优选的实施方案中，在级联的三个反应器中实施降低反应产物中游离氧化烯含量的步骤。
给反应设备提供氧化烯和链引发剂的装置优选为雾化器，每个雾化器包含：由大直径端反应器壁朝里突出的一基本为截头圆锥的中空体，在该处，雾化器与提供反应混合物和氧化烯的各管路液体连通。在中空体内提供了均匀分布于其表面上的许多喷嘴。
需要强调指出的是，截头圆锥形雾化器使得喷嘴能在反应器内进行取向，从而以很大的锥角提供雾化的液体。
另外，也可以用完全常规的装置如文丘里喷嘴或其它喷嘴来提供和分布氧化烯和链引发剂。
本发明的方法可连续进行，因此，增加了工厂的总生产率并大大地简化了维护、清洗等。
另外，本发明的方法也使得反应能在极为安全的情况下进行，其中在反应期间被游离氧化烯所占的总体积大大小于现有技术的反应期间被游离氧化烯所占的总体积。当氧化烯少量地沿整个反应通道加入时，其大部分被立即消耗，致使沿反应通道游离氧化烯的浓度恒定在相当低的水平。借助在任何情况下均将使最终产物的游离氧化烯含量降至很低水平的后续反应步骤，整个过程对环境的影响也将得到明显改善，还能省去在间歇生产结束时常用的脱气操作。
由于本发明的方法为连续法，因此，由于没有了在间歇反应时改变生产时的交叉污染，因此另外还改善了产物的质量。
本发明的方法可利用各种各样的链引发剂来实施，并且易于适应在所有场合均能获得最佳质量的任何动力学和任何产物。
由于通过控制反应器中的液量可容易地改变在每个反应器中的停留时间，因此上述情况将成为可能；其中所述报控制液量是由合适的计算机装置来进行的。利用本发明的方法，借助合适的支路，通过排除一个或多个反应设备，还能控制总的停留时间。
在本发明的另一方面中，还提供了通过利用至少有一个活性氢的链引发剂的加聚反应而生产氧化烯加聚物的连续生产方法，其特征在于包括如下步骤：
a)提供由带有上部分和下部分的、基本垂直的管状反应器和在管状反应器下游的热交换器组成的反应设备，所述管状反应器至少有一提供氧化烯的第一供料装置，至少一第二供料装置和一出口；所述供料装置位于管状反应器上部分的内表面上；
b)向反应设备的反应器中，通过至少一个第二供料装置提供预热至预定温度的链引发剂；并通过至少一个第一供料装置提供氧化烯；
c)使链引发剂与氧化烯反应以便得到包含所希望产物的液体混合物；
d)通过热交换器对上述液体混合物进行冷却。
在本发明的再一方面中，提供了从氨和环氧乙烷或环氧丙烷着手生产链烷醇胺的连续方法，其特征在于包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器和在管状反应器下游的热交换器组成，所述管状反应器至少有一提供环氧乙烷的第一供料装置，至少一第二供料装置和一出口；所述供料装置位于管状反应器上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一反应器中，通过至少一个第二供料装置提供预热至预定温度的氨；并通过至少一个第一供料装置提供环氧乙烷；
c)使氨与环氧乙烷反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备中的第二反应器中，通过至少一个第二供料装置提供第一液体混合物，并通过至少一个第一供料装置提供环氧乙烷；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中，各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
在本发明的再一方面中，还提供了从环氧乙烷和醇ROH着手生产乙二醇醚的连续方法，其中，R为C1-C4烷基，其特征在于包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器和在管状反应器下游的热交换器组成，所述管状反应器至少有一提供氧化烯的第一供料装置，至少一第二供料装置和一出口；所述供料装置位于管状反应器上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一反应器中，通过至少一个第二供料装置提供预热至预定温度的醇；并通过至少一个第一供料装置提供环氧乙烷；
c)使醇与环氧乙烷反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备中的第二反应器中，通过至少一个第二供料装置提供第一液体混合物，并通过至少一个第一供料装置提供环氧乙烷；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中，各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
为了更好地理解本发明，下面将通过非限定性实施例对本发明的优选实施方案进行描述，所述的该实施方案简略地示于附图中。
参考所述的附图，连续地从储存容器(未画出)中取得链引发剂，并使之流经管线1、连续提供水蒸汽的热交换器2，借此，将链引发剂预热至反应温度。另外，也可以向热交换器提供透热液或加压水。
在热交换器2的下游，通过管线3引入反应所需量的催化剂，并在静态混合器4中与链引发剂适当的混合。
然后，通过管线5将加热的链引发剂和催化剂加入干燥装置6中，其中通过管线7排去形成醇时产生的水，催化剂溶解时用的水以及包含在链引发剂中的水份。干燥装置6为能排空的降膜蒸发器，并且其壁通过管路8提供的液体进行加热。另外，也可以用常规的干燥装置来替代降膜蒸发器。
然后，通过管线9将无水、催化的链引发剂加入热交换器10，在该热交换器中恢复所希望的反应温度。对热交换器10提供水蒸汽，但也可以提供透热液、加压水或其它常规的热交换液。
然后，使加热至反应温度的、无水的、催化引发剂与氧化烯接触。为此，使用许多反应设备，在本实施方案中，使用每组五个反应设备的三组反应设备，开始的三个反应设备和这些反应设备的最后一个示于附图中，并且每个反应设备包含有反应器11和在反应器11下游的热交换器14。每个反应器均为管状的，并以长轴垂直地放置，而且包括上部分和下部分。通过许多雾化器12，将得自热交换器10的无水、催化的链引发剂供至第一反应设备的反应器11中，在一实施例中，雾化器位于反应器11的顶部，并与通过管线16和许多雾化器13提供并雾化的氧化烯紧密地接触，在该实施例中，雾化器也位于反应器11的顶部。在自动控制质量流率和反应压力下添加氧化烯。通过在反应器11上部的催化的链引发剂小滴开始吸收氧化烯，并因此在反应器下部分进行化学反应。
事实上，用氧化烯饱和的小滴将聚结在发生烷氧基化反应的反应器11中液相的自由表面上。在适当的停留时间之后，液相将通过出口15排出，通过热交换器14泵送，以便放出放热反应所获得的热量，并通过管22和雾化器12引入第二反应设备的反应器11中。然后在另外的十四个反应设备中重复该循环，于是在各个反应设备的下游实现了准确限定的分子增长。
当只使用其中一部分反应器以便减少总停留时间，并因此降低总的分子增长程度时，可通过支管(未画出)，排除一个或多个反应设备，所述一个或多个反应设备从最后一个开始逆向排除。
利用停留时间进行烷氧基化反应，所述停留时间通过自动控制反应器11中的液位而精确地保持恒定。当离开反应器11底部的氧化烯和链引发剂的质量流率固定时，离开每个反应器11的反应产物的质量流率也将保持恒定。
当完成反应时，使反应混合物经受使其游离氧化烯含量降低的步骤。为此，将离开最后反应设备的反应器11的液体送入级联排列的许多反应器17的第一个中，在本实施例中有三个反应器17，这些反应器为管状的，并且其长轴基本上是垂直的，而且每个反应器均有提供来自前面反应器中反应混合物的供料装置18和出口23。
当希望排除一个或多个反应器17，从而减少总停留时间时，再次提供支管。
在氧化烯含量已降至预定值之后，通过热交换器19将产物冷却至排料温度。如果需要，通过在静态混合器21中与通过管20计量加入的酸混合而对该产物进行最终的中和。
由于本发明的方法为连续法，因此，可以回收传送至热交换器14的烷氧基化作用的热量，以便产生低压蒸汽，对加压水进行加热或通过预热链引发剂而回收热量。实施例1生产2500kg/h的C12-C14脂肪醇+1.8摩尔的环氧乙烷
在前文提到的工厂中，将1777公斤/小时的脂肪醇(mw195)加热至140℃，与7.5公斤/小时50％的KOH溶液混合，并在5毫巴的真空下于设备6中进行干燥。首先将被催化的、无水的链引发剂加热至160℃，然后加入第一反应器11中，将十五个反应设备中的前十个激活，用于烷氧基化反应。
每个反应器的特征在于：S/V比率为15.5m-1，反应压力为6巴，且反应温度为160℃。
将72.3公斤/小时的环氧乙烷加入第一反应设备的反应器11中并与链引发剂反应，从而得到在约3分钟停留时间之后排出的反应产物，然后在该反应产物通过热交换器14冷却到160℃的反应温度之后，将其加入第二反应设备的反应器11中。
使每个反应设备重复上面的操作，并将产物从最后一个反应器排入三个反应器17的第一个中，以便消耗掉剩余的氧化烯。在三个反应器17中的总停留时间为30分钟。
最终将产物冷却至60℃，用8公斤/小时冰醋酸进行中和，并进行最终的排料。
所得产物的质量如下：
外观(25℃)                    透明液体
颜色，APHA                    最大值5
水(ppm)                       最大值0.1
pH(3％的水溶液，25℃)         6-7
羟值(mg KOH/g)                204.5±2.0
聚乙二醇(％重量)              最大值0.50
二噁烷(ppm)                   最大值1
游离环氧乙烷                  最大值1实施例2生产2500kg/h的C12-C14脂肪醇+2.8摩尔的环氧乙烷
将1531公斤/小时的脂肪醇(mw195)加热至140℃，与7.5公斤/小时50％的KOH溶液混合，并在5毫巴的真空下于设备6中进行干燥。首先将被催化的、无水的链引发剂加热至160℃，然后加入第一反应设备的反应器11中，将前十四个反应设备激活，用于烷氧基化反应。
每个反应器的特征在于：S/V比率为15.5m-1，反应压力为6巴，且反应温度为160℃。
将69.2公斤/小时的环氧乙烷加入第一反应设备中并与链引发剂反应，从而得到在约3分钟停留时间之后排出的反应产物，然后在该反应产物通过热交换器14冷却到160℃的反应温度之后，将其加入第二反应设备的反应器11中。
使每个反应设备重复上面的操作，并将产物从最后一个反应器排入三个反应器17的第一个中，以便消耗掉剩余的氧化烯。在三个反应器17中的总停留时间为30分钟。
最终将产物冷却至60℃，用8公斤/小时冰醋酸进行中和，并进行最终的排料。
所得产物的质量如下：
外观(25℃)                    透明液体
颜色，APHA                    最大值5
水(ppm)                       最大值0.1
PH(3％的水溶液，25℃)         6-7
羟值(mg KOH/g)                176.0±2.0
聚乙二醇(％重量)              最大值0.50
二噁烷(ppm)                   最大值1
游离环氧乙烷                  最大值1

Claims (15)

1.一种利用至少有一个活性氢的链引发剂而生产氧化烯加聚物的连续生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器(11)和在管状反应器(11)下游的热交换器(14)组成，所述管状反应器(11)至少有一提供氧化烯的第一供料装置(13)，至少一第二供料装置(12)和一出口(15)；所述供料装置(12)，(13)位于管状反应器(11)上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一个反应器(11)中，通过至少一个第二供料装置(12)提供预热至预定温度的链引发剂；并通过至少一个第一供料装置(13)提供氧化烯；
c)使链引发剂与氧化烯反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器(14)对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备的第二个反应器中，借助至少一个第二供料装置(12)提供第一液体混合物，并借助至少一个第一供料装置(13)提供氧化烯；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
2.根据权利要求1的方法，其中，在第一反应设备的上游，在混合设备(4)中，使链引发剂与催化剂混合，从而得到被催化的链引发剂。
3.根据权利要求2的方法，其中在第一反应设备上游和混合设备(4)下游之间的设备(6)中，对被催化的链引发剂进行干燥。
4.根据权利要求3的方法，其中干燥设备(6)为降膜蒸发器。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中使用分成三组，每组五个的十五个反应设备。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，使包含希望产物的第n个液体混合物经受降低其游离氧化烯含量的步骤，以及中和步骤。
7.根据权利要求6的方法，其中，降低游离氧化烯含量的步骤是在其轴基本垂直放置的一个或多个圆柱反应器(17)中进行的，所述的一个或多个反应器(17)备有提供第n个液体混合物的供料装置(18)和出口(23)。
8.根据权利要求7的方法，其中所述的一个或多个反应器(17)由级联的三个反应器构成。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，氧化烯选自：环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷及其混合物。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中链引发剂选自：烷基苯酚，天然和合成的脂肪醇及其混合物，脂肪胺和氢化胺，脂肪酰胺，脂肪酸，脱水山梨醇酯，单甘油酯和单硬脂酸酯，季戊四醇酯，乙二醇类，丙二醇类，由环氧乙烷/环氧丙烷制得的嵌段共聚物，以及基于不同链引发剂的环氧乙烷/环氧丙烷的无规序列得到的聚合物，所述链引发剂例如脂肪胺，脂肪醇，甘油，二丙二醇；蓖麻油，氢化蓖麻油，貂油，牛脂油和塔罗油和硫醇。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中催化剂选自：碱金属的氢氧化物和醇化物，以及碱土金属的氢氧化物。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，供料装置(12)，(13)为雾化器，每个雾化器均包含：由大直径端反应器壁朝里突出的一基本为截头圆锥的中空体，在该处，雾化器(12)，(13)与分别提供反应混合物和氧化烯的管路(22，16)液体连通，在中空体内提供了均匀分布于其表面上的许多喷嘴。
13.一种通过利用至少有一个活性氢的链引发剂的加聚反应而生产氧化烯加聚物的连续生产方法，其特征在于包括如下步骤：
a)提供由带有上部分和下部分的、基本垂直的管状反应器(11)和在管状反应器(11)下游的热交换器组成的反应设备，所述管状反应器(11)至少有一提供氧化烯的第一供料装置(13)，至少一第二供料装置(12)和一出口(15)；所述供料装置(12)，(13)位于管状反应器(11)上部分的内表面上；
b)向反应设备的反应器(11)中，通过至少一个第二供料装置(12)提供预热至预定温度的链引发剂；并通过至少一个第一供料装置(13)提供氧化烯；
c)使链引发剂与氧化烯反应以便得到包含所希望产物的液体混合物；
d)通过热交换器(14)对所述液体混合物进行冷却并排料。
14.一种从氨和环氧乙烷或环氧丙烷着手生产链烷醇胺的连续方法，其特征在于包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器(11)和在管状反应器下游的热交换器(14)组成，所述管状反应器(11)至少有一提供环氧乙烷的第一供料装置(13)，至少一第二供料装置(12)和一出口(15)；所述供料装置(12，(13)位于管状反应器(11)上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一反应器(11)中，通过至少一个第二供料装置(12)提供预热至预定温度的氨；并通过至少一个第一供料装置(13)提供氧化烯；
c)使氨与环氧乙烷反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器(14)对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备中的第二反应器中，通过至少一个第二供料装置(12)提供第一液体混合物，并通过至少一个第一供料装置(13)提供环氧乙烷；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中，各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
15.一种从环氧乙烷和醇ROH着手生产乙二醇醚的连续方法，其中，R为C1-C4烷基，其特征在于包括如下步骤：
a)提供n个反应设备，其中n从2-100，每个反应设备均由基本上垂直的且有上部分和下部分的管状反应器(11)和在管状反应器(11)下游的热交换器(14)组成，所述管状反应器(11)至少有一提供环氧乙烷的第一供料装置(13)，至少一第二供料装置(12)和一出口(15)；所述供料装置(12，(13)位于管状反应器(11)上部分的内表面上；
b)向n个反应设备中的第一反应器(11)中，通过至少一个第二供料装置(12)提供预热至预定温度的醇；并通过至少一个第一供料装置(13)提供环氧乙烷；
c)使醇与环氧乙烷反应以便得到包含中间产物的第一液体混合物；
d)通过热交换器(14)对第一液体混合物进行冷却；
e)向n个反应设备中的第二反应器中，通过至少一个第二供料装置(12)提供第一液体混合物，并通过至少一个第一供料装置(13)提供环氧乙烷；
f)使第一液体混合物与所述的氧化烯反应，以便得到第二液体混合物；
g)在余下的n-2个反应设备中，各自重复步骤d)，e)和f)，以便得到包含所希望产物的第n个液体混合物；
i)对包含所希望产物的第n个液体混合物进行冷却，并排料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103739838A (zh) * 2014-01-22 2014-04-23 泰安华秦化工有限责任公司 一种用外循环喷雾式反应器制备聚醚多元醇的方法
CN103755947A (zh) * 2014-01-07 2014-04-30 吉林众鑫化工集团有限公司 连续乙氧基化醇醚生产装置
CN105001411A (zh) * 2015-05-22 2015-10-28 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种聚羧酸减水剂专用高分子量聚醚大单体的生产装置及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762325B2 (en) * 2001-05-16 2004-07-13 Nippon Shokubai Co., Ltd. Method for production of alkoxylated compound
CN106422994B (zh) * 2016-10-21 2022-10-18 北京沃特尔水技术股份有限公司 一种制备碳铵类汲取液的方法及设备
CN113083203B (zh) * 2021-04-07 2023-02-28 北京泽华化学工程有限公司 列管式容器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159092A (en) * 1989-09-22 1992-10-27 Buss Ag Process for the safe and environmentally sound production of highly pure alkylene oxide adducts
DE59307600D1 (de) * 1992-11-16 1997-12-04 Bayer Ag Kontinuierliches Verfahren zur Umsatzsteuerung von Polyurethan-Prepolymeren durch teilweise Vermischung des Prepolymeren mit den Monomeren

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103755947A (zh) * 2014-01-07 2014-04-30 吉林众鑫化工集团有限公司 连续乙氧基化醇醚生产装置
CN103739838A (zh) * 2014-01-22 2014-04-23 泰安华秦化工有限责任公司 一种用外循环喷雾式反应器制备聚醚多元醇的方法
CN105001411A (zh) * 2015-05-22 2015-10-28 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种聚羧酸减水剂专用高分子量聚醚大单体的生产装置及方法
CN105001411B (zh) * 2015-05-22 2017-03-01 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种聚羧酸减水剂专用高分子量聚醚大单体的生产装置及方法

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