本發(fā)明屬于化工材料制備，尤其涉及采用微反應(yīng)器系統(tǒng)連續(xù)化制備二甲基亞砜的方法，屬于精細(xì)化工。
背景技術(shù)：
1、二甲基亞砜是一種常見的精細(xì)化工產(chǎn)品，常溫下為無色無臭的透明液體，有較高的極性和沸點(diǎn)，同時(shí)具有較好的熱穩(wěn)定性，對(duì)各類有機(jī)物、無機(jī)物都有較好的溶解性，被譽(yù)為“萬能溶劑”。二甲基亞砜也被廣泛地用作抽提溶劑，可以在鹽酸、硫酸介質(zhì)中萃取金、銀、鉑等貴金屬，也能萃取鈾、釷等稀土元素，在電子、碳纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、有機(jī)合成、貴金屬提取等領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用。
2、二甲基硫醚氧化制備二甲基亞砜是目前常用的制備方法，專利cn?109134319a將二甲基硫醚和溶劑加入至含有催化劑的催化氧化反應(yīng)器中，同時(shí)通入空氣或者氧氣，攪拌甲基硫醚和溶劑以及催化劑的混合物的同時(shí)，進(jìn)行光照以得到二甲基亞砜；專利cn114105840b通過配制溶液摩爾比例為1-5:0.5-1:1的二甲基硫醚、水、二甲基亞砜?jī)上嗳芤海⑼ㄈ腚p氧水和二甲基硫醚，在塔式反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)氧化反應(yīng)。但上述方法都會(huì)受到大型反應(yīng)塔傳質(zhì)性能低、流動(dòng)非理想性強(qiáng)等問題的限制，存在時(shí)空收率低、危險(xiǎn)物料滯存量大、安全隱患高等突出問題，也容易導(dǎo)致副產(chǎn)物二甲基砜的增加。因此，開發(fā)一種安全、高效且產(chǎn)品純度高的二甲基亞砜制備方法成為了亟待解決的技術(shù)問題。
3、微反應(yīng)器設(shè)備已被證明是有效的化工過程強(qiáng)化手段。為優(yōu)化二甲基硫醚的氧化工藝過程并提高反應(yīng)時(shí)空收率及產(chǎn)物純度，我們提出了一種連續(xù)制備二甲基亞砜的微反應(yīng)器系統(tǒng)和方法，可以有效解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)制備二甲基亞砜的微反應(yīng)器系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有方法存在的反應(yīng)傳質(zhì)性能低、流動(dòng)不穩(wěn)定、效率低下且危險(xiǎn)性高等問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的連續(xù)制備二甲基亞砜的技術(shù)方案包括以下步驟：
3、（1）將二甲基硫醚和二甲基亞砜按一定質(zhì)量比配制成混合溶液，與一定質(zhì)量比例的氧氣/二氧化氮混合物經(jīng)分別輸入微分散單元，經(jīng)混合后形成氣液微分散流體；
4、（2）從微分散單元形成的氣液微分散流體立即進(jìn)入微填充床反應(yīng)器，在背壓1.0-6.0?bar、保溫絕熱的條件下反應(yīng)一定停留時(shí)間；
5、（3）從微反應(yīng)器中流出的反應(yīng)物進(jìn)入分離單元進(jìn)行氣液分離，分離的液相為粗亞砜，分流為兩股，第一股用于第（1）步的二甲基硫醚和二甲基亞砜混合溶液配制，第二股送分離純化單元得到二甲基亞砜產(chǎn)品。
6、所述的步驟（1）中二甲基硫醚和二甲基亞砜的質(zhì)量比為1:（15-40）；二甲基硫醚和二甲基亞砜配制的混合溶液的溫度為20~60℃。
7、所述的步驟（1）中氧氣和二氧化氮的質(zhì)量比為（2-5）:1；氧氣相對(duì)于二甲基硫醚過量5?%~30?%；
8、氧氣和二氧化氮混合氣的溫度為20~60℃。
9、所述的步驟（1）中二甲基硫醚和二甲基亞砜配制的混合溶液以180-250kg/l的流量輸入微分散單元；氧氣/二氧化氮混合物以1-10kg/l的流量輸入微分散單元。
10、所述的?步驟（1）中所述微分散單元為實(shí)現(xiàn)氣液混合的反應(yīng)器，所述反應(yīng)器選自靜態(tài)混合器、錯(cuò)流剪切微混合器、或并流微混合器。
11、采用上述的微分散單元實(shí)現(xiàn)氣液物料的分散狀態(tài)是氣液微分散流體。在氣液微分散流體中氣泡、液滴或者液膜的特征尺寸小到100微米以下，從而顯著提升相間熱質(zhì)傳遞效率和相內(nèi)組成、溫度的均勻性，避免了連續(xù)、大尺度的氣相空間的存在及其中可能發(fā)生的二甲基硫醚與氧氣接觸燃爆。形成微分散和體系是有效強(qiáng)化反應(yīng)過程、提高反應(yīng)器時(shí)空收率、提升安全性的基礎(chǔ)。
12、所述的步驟（2）中氣液微分散流體進(jìn)入微填充床反應(yīng)器中，并在在微填充床反應(yīng)器中的停留時(shí)間為10?s~2?min。
13、優(yōu)選方案中，所述的在背壓2.0-6.0?bar、保溫絕熱的條件下停留反應(yīng)30s-2min。
14、所述的步驟（2）中所述微填充床反應(yīng)器中的填充物為在反應(yīng)環(huán)境下惰性的顆?；蚺菽?，特征尺寸為0.2~3mm，填充率為25%~75%。
15、所述的惰性的顆粒可以選自玻璃珠、二氧化硅微球、陶瓷微球中的一種或多種的組合。
16、所述的惰性的泡沫可以選自氧化鋁泡沫陶瓷、氧化鋯泡沫陶瓷、碳化硅泡沫陶瓷、氮化硅泡沫陶瓷。
17、反應(yīng)環(huán)境下惰性的顆?；蚺菽淖饔檬鞘箽庖何⒎稚Ⅲw系發(fā)生二次分散過程，從而在更長(zhǎng)時(shí)間、更大空間內(nèi)保持氣液微分散狀態(tài)。
18、所述的步驟（3）中所述分離單元為氣液分離裝置，
19、所述的氣液分離裝置選自分相罐或旋流分離器。
20、所述的步驟（3）中根據(jù)質(zhì)量平衡參數(shù)，用于第（1）步的二甲基硫醚和二甲基亞砜混合溶液配制，剩余的送分離純化單元得到二甲基亞砜產(chǎn)品。
21、所述的步驟（3）中，分離純化單元為板式精餾塔或者填料精餾塔。
22、以上二甲基亞砜制備方法的優(yōu)點(diǎn)是：
23、1.?使用微分散單元和微填充床反應(yīng)器的組合使氣泡、液滴或者液膜的特征尺寸減少到100微米以下，從而顯著提升相間熱質(zhì)傳遞效率和相內(nèi)組成、溫度的均勻性，避免了連續(xù)、大尺度的氣相空間，從而在有效強(qiáng)化反應(yīng)過程、提高反應(yīng)器時(shí)空收率的同時(shí)極大提升了安全性；
24、2.?在氧氣輕微過量和絕熱條件下即可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的二甲基硫醚的充分轉(zhuǎn)化，避免二甲基硫醚在反應(yīng)器內(nèi)、在反應(yīng)條件下的長(zhǎng)時(shí)間、大量滯留，以及反應(yīng)器流出液中剩余二甲基硫醚帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。
1.一種采用微反應(yīng)器系統(tǒng)連續(xù)化制備二甲基亞砜的方法，其特征在于，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，步驟（1）中二甲基硫醚和二甲基亞砜的質(zhì)量比為1:（15-40）；二甲基硫醚和二甲基亞砜配制的混合溶液的溫度為20~60℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，步驟（1）中氧氣和二氧化氮的質(zhì)量比為（2-5）:1；氧氣相對(duì)于二甲基硫醚過量5?%~30?%；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，步驟（1）中二甲基硫醚和二甲基亞砜配制的混合溶液以180-250kg/l的流量輸入微分散單元；氧氣/二氧化氮混合物以1-10kg/l的流量輸入微分散單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，?步驟（1）中所述微分散單元為實(shí)現(xiàn)氣液微混合的元件，所述元件選自靜態(tài)混合器、錯(cuò)流剪切微混合器、并流微混合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，?步驟（2）中氣液微分散流體進(jìn)入微填充床反應(yīng)器中，并在微填充床反應(yīng)器中的停留時(shí)間為10?s~2?min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，?在背壓2.0-6.0?bar、保溫絕熱的條件下停留反應(yīng)30s-2min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述微填充床反應(yīng)器，其中填充物為在反應(yīng)環(huán)境下惰性的顆?；蚺菽?，特征尺寸為0.2~3mm，填充率為25%~75%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，所述的惰性的顆粒選自玻璃珠、二氧化硅微球、陶瓷微球中的一種或多種的組合；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述分離單元為氣液分離裝置，所述的氣液分離裝置選自分相罐或旋流分離器；所述分離純化單元為板式精餾塔或者填料精餾塔。