多塔联合反应器

摘要

本发明涉及多塔联合反应器。本发明采取多个包括聚合塔和聚合釜的反应器组通过四通控制器连接，在反应器组的一段入口加入巴豆醛，而在另一端入口加入乙烯酮，使得巴豆醛和乙烯酮在逆流向的状态下进行反应的同时可以根据反应的进行情况将连续反应状态切换至间歇反应状态，因而可以将巴豆醛完全反应掉，避免了巴豆醛与山梨酸聚酯分离所带来的工艺复杂度和成本的提高。

权利要求

1.一种多塔联合反应器，其特征在于：包括巴豆醛进料罐、两组以上的反应器组；

所述巴豆醛进料罐至少包括一个巴豆醛出口；

每组反应器组包括一个聚合塔、一个聚合釜和一个四通控制器，所述聚合塔包括一个乙烯酮入口、一个气体出口、一个液相反应物入口和一个液体出口，所述聚合釜包括一个反应物入口和一个液体出口，所述四通控制器包括两个入口和两个出口；

第一组反应器组中的第一四通控制器中的第一入口与巴豆醛进料罐的巴豆醛出口连通，第一四通控制器的第二入口与第一组反应器组中的第一聚合釜的液体出口连通，第一四通控制器的第一出口与第一组反应器组中的第一聚合塔的液相反应物入口连通，第一四通控制器的第二出口与相邻的第二组反应器组中的第二四通控制器的第一入口连通，第一聚合塔的乙烯酮入口与第二组反应器组中的第二聚合塔的气体出口连通，第一聚合塔的液体出口与第一聚合釜的反应物入口连通；

每一组反应器组内部的四通控制器、聚合塔和聚合釜之间的连接方式与第一四通控制器、第一聚合塔和第一聚合釜之间的连接方式相同，相邻两组反应器组之间的连接方式与第一组反应器组和第二组反应器组之间的连接方式相同；

最后一组反应器组中的聚合塔的乙烯酮气体入口用于输入乙烯酮原料，最后一组反应器组中的四通控制器的第二出口用于输出反应最终产物。

2.如权利要求1所述的多塔联合反应器，其特征在于：所述四通控制器只有两个状态，第一状态是第一入口与第一出口连通，而第二入口与第二出口连通；第二状态是第一入口与第二出口均封闭，而第二入口与第一出口连通。

3.如权利要求1所述的多塔联合反应器，其特征在于：所述聚合塔内还设有喷淋装置，所述聚合塔的液相反应物入口与所述喷淋装置连通。

4.如权利要求1所述的多塔联合反应器，其特征在于：所述聚合釜的液体出口设有加压泵。

5.如权利要求1所述的多塔联合反应器，其特征在于：所述巴豆醛进料罐的巴豆醛出口设有加压泵。

6.如权利要求1所述的多塔联合反应器，其特征在于：所述聚合釜位于所述聚合塔的下方。

说明书

多塔联合反应器

技术领域

[0001] 本发明涉及反应器，尤其涉及一种多塔联合反应器。

背景技术

[0002] 随着人们生活水平的提高，对食品质量和食品安全的要求也随之提高。其中，食品防腐剂是关系食品质量和食品安全的一个重要方面。山梨酸或山梨酸钾能有效地抑制霉菌、酵母菌和耗氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌以及沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效。并且，其抑制微生物发育的作用比杀菌作用更强，从而可以有效地延长食品的保存时间并保持原有风味。其防腐效果是苯甲酸钠的5至10倍。目前山梨酸或山梨酸钾已广泛地用于食品、饮料、烟草、医药、化妆品、饲料以及农产品之中。

[0003] 现有的山梨酸生产工艺是先用乙烯酮与巴豆醛缩合制得山梨酸聚酯(聚己烯-4，5-β-内酯)，然后用盐酸水解山梨酸聚酯得到山梨酸粗产品，最后对山梨酸粗产品进行提纯和脱色，得到山梨酸成品。

[0004] 在上述山梨酸的制造工艺中，如果巴豆醛无法完全反应，则需要从山梨酸聚酯中将巴豆醛分离出来，并且也会导致缩合过程中的酸度过高。而现有技术无法满足乙烯酮与巴豆醛的完全反应，从而导致增加分离工艺所带来的能耗和成本等问题。并且，现有反应器也不能在连续反应和间歇反应之间进行切换，这也不利于反应物完全反应的。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：在山梨酸的制造工艺中，如何通过连续反应与间歇反应的切换以及提高反应物浓度来保证乙烯酮与巴豆醛的完全反应。

[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种多塔联合反应器，包括巴豆醛进料罐、两组以上的反应器组、一根乙烯酮气体输入管路、一根气体输出管路和一根液相输出管路；所述巴豆醛进料罐至少包括一个巴豆醛出口；每组反应器组包括一个聚合塔、一个聚合釜和一个四通控制器，所述聚合塔包括一个乙烯酮入口、一个气体出口、一个液相反应物入口和一个液体出口，所述聚合釜包括一个反应物入口和一个液体出口，所述四通控制器包括两个入口和两个出口；第一组反应器组中的第一四通控制器中的第一入口与巴豆醛进料罐的巴豆醛出口连通，第一四通控制器的第二入口与第一组反应器组中的第一聚合釜的液体出口连通，第一四通控制器的第一出口与第一组反应器组中的第一聚合塔的液相反应物入口连通，第一四通控制器的第二出口与相邻的第二组反应器组中的第二四通控制器的第一入口连通，第一聚合塔的乙烯酮入口与第二组反应器组中的第二聚合塔的气体出口连通，第一聚合塔的液体出口与第一聚合釜的反应物入口连通，第一聚合塔的气体出口与所述气体输出管路连通；每一组反应器组内部的四通控制器、聚合塔和聚合釜之间的连接方式与第一四通控制器、第一聚合塔和第一聚合釜之间的连接方式相同，相邻两组反应器组之间的连接方式与第一组反应器组和第二组反应器组之间的连接方式相同；最后一组反应器组中的聚合塔的乙烯酮气体入口与所述乙烯酮气体输入管路连通，最后一组反应器组中的四通控制器的第二出口与所述液相输出管路连通。

[0007] 可选地，所述四通控制器只有两个状态，第一状态是第一入口与第一出口连通，而第二入口与第二出口连通；第二状态是第一入口与第二出口均封闭，而第二入口与第一出口连通。

[0008] 可选地，所述聚合塔内还设有喷淋装置，所述聚合塔的液相反应物入口与所述喷淋装置连通。

[0009] 可选地，所述四通控制器的四条管路上可以设有独立的阀门。

[0010] 可选地，所述聚合釜的液体出口设有加压泵。

[0011] 可选地，所述巴豆醛进料罐的巴豆醛出口设有加压泵。

[0012] 可选地，所述聚合釜位于所述聚合塔的下方。

[0013] 与现有技术相比，本发明采取多个包括聚合塔和聚合釜的反应器组通过四通控制器连接，在反应器组的一段入口加入巴豆醛，而在另一端入口加入乙烯酮，使得巴豆醛和乙烯酮在逆流向的状态下进行反应的同时可以根据反应的进行情况将连续反应状态切换至间歇反应状态，因而可以将巴豆醛完全反应掉，避免了巴豆醛与山梨酸聚酯分离所带来的工艺复杂度和成本提高的问题。

[0014] 在聚合塔内设置喷淋装置，可以提高乙烯酮与巴豆醛之间的气液反应的反应速度。

附图说明

[0015] 图1为本发明一个实施例多塔联合反应器的结构示意图；

[0016] 图2为本发明一个实施例中四通控制器结构示意图；

[0017] 图3为图2所示的四通控制器的一种通路状态示意图；

[0018] 图4为图2所示的四通控制器的另一种通路状态示意图；

[0019] 图5为图1所示多塔联合反应器处于连续反应状态的示意图；

[0020] 图6为图1所示多塔联合反应器处于间歇反应状态的示意图。

具体实施方式

[0021] 如图1所示，在具体实施方式中提供本发明提供一种多塔联合反应器100。该多塔联合反应器100包括巴豆醛进料罐101、3组反应器组(未标注)、一根乙烯酮气体输入管路(未标注)、一根气体输出管路(未标注)和一根液相输出管路(未标注)。

[0022] 该巴豆醛进料罐101是多塔联合反应器100的巴豆醛原料储存罐，用于向多塔联合反应器100内连续地或间歇地输入巴豆醛原料。巴豆醛进料罐131至少包括一个巴豆醛出口131。

[0023] 每一组反应器组都包括一个聚合塔一个聚合釜和一个四通控制器。聚合塔是巴豆醛与乙烯酮进行初步聚合的反应器，而聚合釜是巴豆醛与乙烯酮进行进一步反应的反应器。四通控制器的作用是多塔联合反应器100从连续反应状态切换至间歇反应状态的反应器。例如第一反应器组包括第一聚合塔103、第一聚合釜102和第一四通控制器111；第二反应器组包括第二聚合塔105、第二聚合釜104和第二四通控制器112；第三反应器组包括第三聚合塔107、第三聚合釜106和第三四通控制器113。

[0024] 其中第一聚合塔包括一个乙烯酮入口135、一个气体出口137、一个液相反应物入口136和一个液体出口134。

[0025] 第一聚合釜102包括一个反应物入口133和一个液体出口132。

[0026] 另外，每个聚合釜的液体出口都设有加压泵，用于提供液体反应原料的运行和循环动力。即第一聚合釜102的液体出口132设有第一加压泵122；第二聚合釜104的液体出口138设有第二加压泵123；第三聚合釜106的液体出口144设有第三加压泵124。而巴豆醛进料罐101的巴豆醛出口131也设有巴豆醛加压泵121，用于从巴豆醛进料罐101内抽出巴豆醛原料。

[0027] 如图2所示，第一四通控制器111包括两个入口和两个出口，即第一入口201和第二入口202，以及第一出口203和第二出口204。第一四通控制器111有两个状态。其中第一状态如图3所示，第一入口201与第一出口203连通，而第二入口202与第二出口204连通；第二状态如图4所示，第一入口201与第二出口204封闭，而第二入口202与第一出口203连通。当每个四通控制器都处于第一状态时，多塔联合反应器100处于连续反应的状态，而当每个四通控制器都处于第二状态时，多塔联合反应器100处于间歇反应状态。

[0028] 第一组反应器组的内部连接关系是：第一四通控制器111的第二入口201与第一聚合釜102的液体出口132连通；第一四通控制器111的第一出口203与第一聚合塔103的液相反应物入口136连通；第一聚合塔103的液体出口134与第一聚合釜102的反应物入口133连通。

[0029] 第一组反应器组与相邻的第二组反应器组之间的连接关系是：第一四通控制器111的第二出口204与第二四通控制器112的第一入口(未标注)连通；第一聚合塔103的乙烯酮入口135与第二聚合塔105的气体出口143连通。

[0030] 第一组反应器是整个多塔联合反应器100的巴豆醛原料入口和反应剩余气体出口，因此第一聚合塔103的气体出口与气体输出管路连通，而第一四通控制器111中的第一入口201与巴豆醛进料罐101的巴豆醛出口131连通。

[0031] 每一组反应器组内部的四通控制器、聚合塔和聚合釜之间的连接方式与第一四通控制器、第一聚合塔和第一聚合釜之间的连接方式相同，相邻两组反应器组之间的连接方式与第一组反应器组和第二组反应器组之间的连接方式相同。也就是说，第二四通控制器112的第二入口与第二聚合釜104的液体出口138连通；第二四通控制器112的第一出口与第二聚合塔105的液相反应物入口142连通；第二聚合塔105的液体出口140与第二聚合釜104的反应物入口139连通；第二四通控制器112的第二出口与第三四通控制器113的第一入口连通；第二聚合塔105的乙烯酮入口141与第三聚合塔107的气体出口149连通；第三四通控制器113的第二入口与第三聚合釜106的液体出口144连通；第三四通控制器113的第一出口与第三聚合塔107的液相反应物入口148连通；第三聚合塔107的液体出口146与第三聚合釜106的反应物入口145连通。由于第三组反应器组是整个多塔联合反应器100的最终产物出口和乙烯酮原料气体的入口，因此第三四通控制器113的第二出口与用于输出反应产物的液相输出管路连通；第三聚合塔107的乙烯酮入口147与乙烯酮气体输入管路连通。

[0032] 当然，聚合塔内还可以设有与聚合塔的液相反应物入口连通喷淋装置(未标注)，用于提高乙烯酮与巴豆醛的反应速度。

[0033] 在反应器的布置上，可以聚合釜位于聚合塔的下方，用以方便液体物料依靠重力自动运输。

[0034] 当每个四通控制器都处于第一状态时，多塔联合反应器100则处于如图5所示的连续反应的状态，各物料依图中的箭头方向运输。多塔联合反应器100的运行过程是，巴豆醛从巴豆醛进料罐101中抽出而进入第一聚合塔103，而乙烯酮从第三聚合塔107的乙烯酮入口147进入。两种反应原料在三组串联的反应器组内以逆向流动的方式进行连续反应。其中在第一聚合塔103中，乙烯酮气体的浓度最低，而反应程度最高，在第一聚合塔103的气体出口137处应无乙烯酮气体的存在。

[0035] 在上述实施例中，反应器组只有三个，但本发明不限于此，本领域技术人员知道，为了使乙烯酮气体反应物达到完全反应的状态，反应器组的数量可以上述相同的连接方式增加。当然，如果反应良好，仅使用两组反应器组，也可以实现本发明的目的。

[0036] 而当巴豆醛在第三聚合釜106内未完全反应时，可以迅速将每个四通控制器都切换至第二状态，此时多塔联合反应器100则处于如图6所示的间歇反应的状态，各物料依图中的箭头方向运输。此时，未反应完全的巴豆醛可以在第三聚合塔107和第三聚合釜106内长期停留，而乙烯酮气体又不断从第三聚合塔107的乙烯酮入口147进入，使得乙烯酮的浓度相对于巴豆醛的浓度不断提高，因而可以使巴豆醛完全反应，从而避免了巴豆醛分离的问题。在间歇反应的状态下，第三组反应器组内的巴豆醛反应完并排出山梨酸聚酯后，第二反应器组内的巴豆醛与生成的山梨酸聚酯再进入第三反应器组内。以此类推，在每组反应器组内都形成了乙烯酮浓度相对于巴豆醛浓度提高的状态，因而可以进一步提高巴豆醛的反应程度。

[0037] 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。