专利名称：一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置及裂解工艺的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种使用蓖麻油酸甲酯为原料裂解制备十一烯酸甲酯的裂解反应装置及裂解工艺。
背景技术：
蓖麻油酸甲酯高温裂解得到的庚醛和十一烯酸甲酯，是两种重要的香料中间体。十一烯酸甲酯经皂化、酸化处理后，可得到生产聚酰胺类工程塑料尼龙-11的重要原料十一烯酸。而尼龙-11是目前工业生产中不可替代的一种树脂。因此，随着社会生产的不断发展，十一烯酸甲酯的市场需求日趋旺盛。目前，工业上多采用两种裂解方法生产十一烯酸甲酯，一种是釜式铅浴裂解技术，将蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气混合物从进料口进入高温的铅液中受热裂解，铅在裂解过程中同时起着催化的作用，裂解完毕后从出料口出去冷却，收集。该工艺的优点是高温铅液传热快，裂解能在短时间内完成；铅液热焓大，裂解过程中能够维持温度变化小；同时，铅在裂解中起着催化剂的作用，无需另加催化剂。缺点是高温的铅液容易随着裂解产物挥发出来，带来严重的环境污染；同时传统的长方体的釜式裂解反应装置由于铅液高度高，易造成裂解产物在铅液里停留时间过长而引起的深度裂解，结焦，产品得率低等问题。另一种裂解技术是采用电加热方式取代铅浴加热进行裂解，将蓖麻油酸甲酯、稀释水及引发剂(催化剂)按比例分别由定量柱塞泵引入电加热的不锈钢反应器内，高温下引发(催化)裂解，裂解完成后，产物经冷凝器冷凝、收集。该工艺的采用电加热的方式供热，避免了因铅挥发带来的环境污染；但该工艺因存在着如何在较短时间内有效地提供足够的热量，使反应物达到预定的反应温度问题，同时也存在着引入引发剂所带来的产物分离麻烦以及产物深度裂解和结焦等问题。
发明内容
本发明针对现有由蓖麻油酸甲酯裂解制备i^一烯酸甲酯的方法和工艺存在的一系列问题，提供了一种十 一烯酸甲酯裂解制备反应装置及裂解工艺，本发明是在传统的铅浴裂解装置和工艺基础上，经过改进发展起来的。本发明所提供的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置及工艺方案如下:该裂解装置包括上部有水蒸气输送管和输油管，其中输油管通过一个阀门控制蓖麻油酸甲酯流速；输送管下面连有一个文氏管，文氏管下部是进料管和出料管，进料管伸入椭圆体的碳钢材质铅液容器内部，铅液容器内有分配盘，外层包有电加热保温层。在出料管和冷凝器之间连接一个过滤装置，防止少量的铅挥发进入冷凝器。与目前的铅浴裂解装置相比，本发明采用椭圆体容器来代替传统的长方体容器盛装铅液，大大降低了铅液高度，既减少产物在高温铅液中的停留时间，又减少铅挥发。工作时，一定比例的过热水蒸气和蓖麻油酸甲酯按照一定速率通过在文氏管内混合后，进入进料管，并沿着进料管进入下部高温铅液中，加热裂解，裂解后，产物通过出料管出去，进入过滤和冷却装置。利用上述十一烯酸甲酯裂解反应装置进行蓖麻油酸甲酯裂解制备十一烯酸甲酯的工艺步骤如下:将蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气(300°C )按1.5:1的质量比，从输送管进入文氏管混合后，通过进料管的上口按照一定流速沿着进料管进入铅液内部，铅液温度控制在5500C。原料在高温铅液里一边受热升温，一边上升通过分配盘后，均匀扩散在铅液里，并裂解。混合的水蒸气一方面能够使蓖麻油酸甲酯受热均匀，避免局部过热而产生分解、焦化现象；另一方面也起着稀释作用，使蓖麻油酸甲酯均匀分散开来，最大限度接触高温铅液，裂解完全。分配盘的作用主要也是促进蓖麻油酸甲酯分散均匀，最大限度接触高温铅液。通过输油管上的阀门控制进料速度，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在I秒左右。裂解后的混合气体，向上流向出料管，脱离铅液。在出料管里，产物混合气体通过一个过滤器，滤下可能带走的少量挥发铅，然后混合气体进入冷凝器冷却，分馏。与目前的蓖麻油裂解制备i^一烯酸甲酯反应装置相比，本发明的技术效果体现在几个方面:I)与传统的长方体釜式铅浴裂解装置相比，本发明装置将铅液盛装在大容积的椭圆体容器中，在保证铅液总量和加热效果不变的前提下，大大减少铅液的高度；本发明同时增加出料管的高度，使得反应装置从下至上温度变化梯度增大，避免了裂解产物在铅液及高温区内停留时间过长而产生的深度裂解和结焦现象，同时也有效的减少了铅液的挥发。2)在大容积的椭圆体容器中，铅液和反应混合物接触面变大，使得反应混合物能够在短时间内和铅液充分混合，裂解速度和程度加大，使得裂解能够在短时间内完全进行，减少了裂解产物在铅液里停留时间，大大提高了产物的得率。3)与采用电加热管式裂解装置相比，本装置不需要添加额外的裂解催化剂，减少了后面分离过程的工艺，工艺流程减少，生产时间周期缩短，投资成本降低。
:图1为十一烯酸甲 酯裂解制备反应装置的结构示意图。其中1、过热水蒸气输送管；2、输油管；3、流量计；4、输送泵；5、输油控制阀；6、文氏管；7、进料管；8、出料管；9、椭圆体铅液容器；10、分配盘；11、铅液；12、电加热保温层；
13、冷凝器。
具体实施方式
:以下参照附图1对十一烯酸甲酯裂解制备反应装置具体实施方式
进行说明:该裂解制备装置包括上部水蒸气输送管1，输油管2，流量计3，连接输油管的输送泵4及输油控制阀5 ;文氏管6，进料管，7和出料管8 ;椭圆体的碳钢材质铅液容器9，分配盘10，铅液11和电加热保温层12 ;以及过滤器和冷凝器13等。工作时，将蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气按一定质量比，从水蒸气输送管I和输油管2输送到文氏管6混合,按照一定流速进入进料管7，沿着进料管进入椭圆体铅液容器9，流速由输油控制阀5控制。铅液11温度控制在550°C。原料在高温铅液里一边受热升温，一边上升通过分配盘10后，均匀扩散在铅液里，并裂解。通过控制进料速度，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在I秒左右。裂解后的混合气体，向上流向出料管8，脱离铅液。在出料管里，产物混合气体通过一个过滤器，滤下可能带走的少量挥发铅，然后混合气体进入冷凝器13冷却后，进入收集器
以下是利用本发明的十一烯酸甲酯裂解制备反应装置进行蓖麻油酸甲酯裂解制备十一烯酸甲酯的工艺实施例:将蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气(300°C )按1.5:1的质量比，从水蒸气输送管I和输油管2输送到文氏管6混合，按照一定流速进入进料管7，沿着进料管进入椭圆体铅液容器9，通过调节输油控制阀5来控制反应混合物的流速。通过电加热将铅液温度控制在550°C。反应混合物在高温铅液里一边受热升温，一边上升通过分配盘10后，均匀扩散在铅液里，并裂解；通过调节和控制进料速度(线速度，50-60cm/s)，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在I秒左右。裂解后的混合气体，在气流的推动下，向上流向出料管8，脱离高温铅液。在出料管里，产物混合气体通过过滤器，滤下可能挥发带走的少量铅，然后混合气体进入冷凝器冷却后、收 集，进入常规分馏工序，即得到十一烯酸甲酯和庚醛产品；其中，十一烯酸甲酯的得率在46 %左右，庚醛的得率在24 %左右。
权利要求
1.一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置，该裂解装置包括输油管和水蒸气输送管，其中输油管通过一个阀门和一个流量计控制蓖麻油甲酯流速；输送管下面连有一个文氏管，文氏管下部是进料管和出料管，进料管插入椭圆体的碳钢材质铅液容器内部，铅液容器内有分配盘，外层包有电加热保温层。在出料管和冷凝器之间连接一个过滤器。
2.根据I所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置，其特征在于采用铅浴加热裂解。
3.根据I所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置，其特征在于所述的铅液盛装在碳钢材质的椭圆体容器中，以减少铅液的高度。
4.根据I所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置，其特征在于所述的椭圆体铅液容器外层包有电加热保温层。
5.根据I所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备应装置，其特征在于在椭圆体铅液容器内装有分配盘来均匀分散反应原料。
6.一种利用权利要求1所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置进行裂解制备十一烯酸甲酯的工艺，其特征在于:其工艺方案如下: 将蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气(300°C )按1.5:1的质量比，从输送管进入文氏管混合后，通过进料管进入铅液内部，铅液温度控制在550°C。原料在高温铅液里一边受热升温，一边上升通过分配盘后，均匀扩散在铅液里，并裂解。通过输油阀门调节进料速度，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在I秒左右。裂解后的混合气体，向上流向出料管，脱离铅液。在出料管里，产物混合气体通过一个过滤器，滤下可能带走的少量挥发铅，然后混合气体进入冷凝器冷却，分馏。
7.根据权利要求6所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应工艺方案，其特征在于:所述裂解反应通过高温铅液加热进行。
8.根据权利要求6所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应工艺方案，其特征在于:铅液温度控制在550°C。
9.根据权利要求6所述的一种十一烯酸甲酯裂解制备反应工艺方案，其特征在于:通过调节进料速度，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在I秒左右。
全文摘要
本发明公开了一种十一烯酸甲酯裂解制备反应装置及工艺，与目前的铅浴裂解装置相比，本发明采用椭圆体容器来代替长方体盛铅容器，大大降低了容器中铅液高度；这样既减少了产物在铅液中的停留时间，避免产物深度裂解和结焦问题，又减少了铅挥发。本发明的工艺方案是将一定比例蓖麻油酸甲酯和过热水蒸气(1∶1.5)混合物通过进料管进入高温铅液中，加热裂解，通过调节原料混合物流速，使反应混合物在铅液里裂解时间控制在1秒左右。裂解后，产物通过过滤器中滤下可能挥发的少量铅后，进入冷却器冷却，收集。本发明制备十一烯酸甲酯具有反应温度恒定，副产物少，结焦少，产品得率高，铅污染小；装置工艺简单，连续操作性强等特点，适合工业化装置生产。
文档编号C07C45/54GK103113224SQ20131002095
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者苏朝晖, 傅绪成 申请人:六安市晖润粉末新材料有限公司, 傅绪成