专利名称：一种层流式生产n—甲基吡咯烷酮的反应装置及反应方法
技术领域：
本发明涉及一种化工设备及反应方法，尤其涉及一种生产N—甲基吡咯烷酮反应装置及反应方法。
背景技术：
传统的反应器为套管式反应器，这种反应器为热载体管道夹套物料管道而成，热载体在夹套中流通，这种反应器因在物料整个流通过程中供热，物料管径一般较小，如果增加产量则需增加管径或加长管子，如果增加管径过大势必造成加热不均，存在温度梯度，使反应不能完全进行，转化率较低；加长管子则系统阻力降增加，反应器体积增大。因此，产能受到制约，而且在物料流通反应过程中易造成壁流物料碳化结焦。国外曾用过釜式胺化反应器，这种反应器是将物料管道螺旋形盘绕在釜中，仍存在温度梯度及结焦现象，体积也较大，该类反应器产能仍受制约。
发明内容
本发明采用塔式结构，可多个串联的反应器悬挂于钢结构上，不受产能限制，可延长装置运转周期，提高装置运转水平。本发明提供的技术方案是
一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，热交换器的出料口与层流式反应器的入口连接。优选的，热交换器的入料口与混合器的出口连接。优选的，热交换器的出料口与层流式反应器的入口之间通过混合器连接。优选的，层流式反应器外设置有隔热层。优选的，热交换器外设置有隔热层。优选的，混合器外设置有隔热层。优选的，多个层流式反应器串行连接。一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应方法，对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热，然后对反应物料保温进行反应，最后生产N—甲基吡咯烷酮成品。优选的，对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热前进行混合。优选的，对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热后进行混合。采用本发明提供的技术方案可实现原料径向速度分布平坦，不存在轴向扩散，单个层流式反应器等温层流，在层流式反应器中无需加热，只需维持热量平衡，突破了原有增加产量需增加管径或加长管子的技术思路。层流式反应器内不易结焦，导热油用量较少，层流稳定，物流分布更均勻，具有良好的传质传热效果，反应器压降低，延长装置运转周期，提高装置运转水平。
由于N—甲基吡咯烷酮的胺化合成反应为放热反应，这一反应特性为使用层流式反应器提供了必要的条件，在反应过程中只需一次性加热到反应温度就能满足后续反应的工艺要求。胺化合成反应的条件就是压力、温度、停留时间。物料混合均勻后，胺化合成反应的压力主要靠进料计量泵提供。温度因胺化合成反应为放热反应，一般保温材料即可满足工艺要求。反应过程中一次加到反应温度后完全能够满足。停留时间遵循先进先出的原则， 由产能和反应所需要的停留时间算出反应器的容积，就能保证停留时间。物料混合均勻，压力、温度、停留时间保证后，转化率不会受到任何影响，实验也证明了这一点。
图1是本发明的结构示意图。图2是层流式反应器的结构示意图。热交换器 2层流式反应器3混合器图中箭头方向为物料流动方向。
具体实施例方式如图所示，一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，由混合器的出口与热交换器的入料口连接，热交换器的出料口与层流式反应器的入料口还通过一个混合器连接。 有三个层流式反应器串行连接。层流式反应器外设置有隔热层。热交换器外设置有隔热层。混合器外设置有隔热层。将N—甲基吡咯烷酮的胺化合成反应的原料通过进料计量泵打入混合器中进行混合，然后进入热交换器加热。经热交换器加热后，再次进行混合。然后进入层流式反应器在稳定温度下进行胺化合成反应，最后生成成品N—甲基吡咯烷酮。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，热交换器的出料口与层流式反应器的入口连接。
2.根据权利要求1所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，热交换器的入料口与混合器的出口连接。
3.根据权利要求1所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，热交换器的出料口与层流式反应器的入口之间通过混合器连接。
4.根据权利要求1或3所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，层流式反应器外设置有隔热层。
5.根据权利要求1或2所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，热交换器外设置有隔热层。
6.根据权利要求2所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，混合器外设置有隔热层。
7.根据权利要求1所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，其特征在于，多个层流式反应器串行连接。
8.—种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应方法，其特征在于，对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热，然后对反应物料保温进行反应，最后生产N—甲基吡咯烷酮成品。
9.根据权利要求8所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应方法，其特征在于，对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热前进行混合。
10.根据权利要求8所述一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应方法，其特征在于， 对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热后进行混合。
全文摘要
本发明涉及一种化工设备及反应方法，尤其涉及一种生产N—甲基吡咯烷酮反应装置及反应方法。一种层流式生产N—甲基吡咯烷酮的反应装置，热交换器的出料口与层流式反应器的入口连接。对生产N—甲基吡咯烷酮的物料进行加热，然后对反应物料保温进行反应，最后生产N—甲基吡咯烷酮成品。采用本发明提供的技术方案可实现原料径向速度分布平坦，不存在轴向扩散，单个层流式反应器等温层流，在层流式反应器中无需加热，只需维持热量平衡，突破了原有增加产量需增加管径或加长管子的技术思路。
文档编号C07D207/267GK102249973SQ20111013431
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者宋国全, 杨理, 肖强 申请人:濮阳迈奇科技有限公司