CN114471378A - 一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法。所述烯烃水合反应器包含微观混合区和烯烃水合反应区。本发明方法通过将烯烃原料与水的混合物进入烯烃水合反应器的微观混合反应区，混合物流经微通道组件内纤维丝间微通道，被纤维丝多次连续切割，形成含有大量微米级粒子的混合流体后，进入烯烃水合反应区的催化剂床层发生烯烃水合反应，反应流出物离开反应器。该方法可以将水相以微尺度粒子均匀分散在烯烃相中，实现烯烃与水的微观混合和高效接触传质，大幅度改善烯烃水合反应速率和原料单程转化率，减少了反应器数量和体积，降低了水烯比，提高装置生产效率。

Description

一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，具体地说涉及一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法。

背景技术

低碳烯烃水合工艺是工业上生产低碳醇的重要方法。该反应工艺是液（烯烃）液（水）固（催化剂）三相反应，因此反应速率及转化率受传质的影响很大。而烯烃和水的相互溶解度较小制约了整个工艺的反应效率及产能。烯烃水合反应中，以异丁烯水合制备叔丁醇、环己烯水合制环己醇、异戊烯直接水合制叔戊醇均为典型的、重要的有机反应过程。

异丁烯水合制备叔丁醇过程中，异丁烯等烃类与水的相互溶解度小，在以液态混合时，容易形成两液相。异丁烯水合的关键技术在于使碳四混烃与水形成均匀分散体或者溶液，以提高反应的转化率。CN1304917A采用异丁烯与水逆流进料的方法进塔、并且产物叔丁醇连续出塔的操作方式，以提高两相浓度差，提高反应速率和异丁烯转化率，但是该方法存在水比大、空速小、催化剂成型困难等问题。CN02151547.6提供了一种以含异丁烯的混合碳四为原料，通过水合反应制备叔丁醇的方法，其特征在于在非离子型表面活性剂和催化剂存在下，混合碳四馏分中的异丁烯与水在催化蒸馏塔中反应生成叔丁醇。本发明提供的叔丁醇制备方法大大提高了异丁烯的转化率及叔丁醇选择性，降低了生产叔丁醇的成本。CN98812676.1提供了一种生产叔丁醇的方法中，为了增加混合碳四与水的互溶性，在反应原料中加入了叔丁醇，反应的转化率可以达到80-90%，该方法依靠离心泵的作用将叔丁醇、水和液相碳四烃三相强制混合，促进溶解，但实际采用离心泵的方法进行强制混合，也只是相间宏观混合，很难在微观上混合均匀。

在环己烯水合制环己醇过程中，目前工业上使用的环己烯直接水合生产装置的反应器形式是二级串联全混釜反应器，单程转化率只有为9%，选择性为99%，环己烯水合反应单程转化率低、大量未反应的环己烯与环己醇多次循环精馏分离，能耗较高。因此，为了提高环己烯水合反应速率和反应转化率，CN 109651081 A提出了一种环己烯水合制备环己醇的反应精馏方法及其装置，在反应液中加入相转移催化剂，使环己烯、水、催化剂和相转移催化剂形成浆态状溶液，在反应精馏塔内发生环己烯水合反应生成环己醇，反应精馏法虽然从理论上可以大大的提高环己烯的转化率，降低系统能耗，但水合反应速度慢。US3257469使用极性有机溶剂用来增加烯烃与水的互溶性，通过增大反应物分子向催化剂表面的扩散速度和产物向溶剂中的扩散速度，从而提高碳五烯烃的转化率。美国专利US4182920采用三级烯烃水合反应器，反应温度为30～80℃，反应压力为0.46～1 .4MPa（绝压），水/戊烯的重量比范围为0.59～1.18，丙酮/戊烯的重量比范围为4.18～7.85，反应速率仍然很慢。

综上所述，对于烯烃水合（异丁烯水合制备叔丁醇、环己烯水合制环己醇、异戊烯直接水合制叔戊醇等）过程来说，烯烃与水的互溶性大大影响了反应速率，因此微观上强化烯烃与水的混合状态是一种能够有效解决烯烃水合传质速率低而导致的反应速率低、停留时间长等问题的工艺路线。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法，该方法可以将有机相以微米级粒子均匀分散在水相中，实现烯烃与水的微观混合和高效接触传质，大幅度改善烯烃水合反应速率和原料单程转化率，减少了反应器数量和体积，降低了水烯比，提高烯烃水合装置生产效率。

本发明的烯烃水合反应器，包含微观混合区和烯烃水合反应区，其中微观混合区包含至少一个微通道组件，优选1~3个；微通道组件包含多个堆叠的薄片以及相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝，纤维丝与纤维丝间构成若干微通道，纤维丝通过薄片夹紧固定；烯烃水合反应区内设置至少一个催化剂床层，优选1~3个。

本发明的烯烃水合反应器中，所述相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的数量比例为1:50~1:1；所述纤维丝可以单层或多层排布，优选1~50层，更优选为1~5层，优选任意一层中的亲油性纤维丝均匀分布于亲水性纤维丝间；优选任意一层中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的数量比例为1:50~1:1。当为多层排布时，优选相邻两层纤维丝沿薄片垂直方向的投影为网状结构；网状结构中的网格形状可以为任意形状，如多边形、圆形、椭圆形等中的一种或多种组合；每层纤维丝中，相邻纤维丝的间距一般为0.5μm～50μm，优选等间距排布，纤维丝沿薄片表面横向、纵向或斜向等任意一种；所述的纤维丝可以为任意曲线形状，优选周期性变化的曲线形状，如波浪形、锯齿形等，优选同一层的纤维丝的形状相同，更优选所有层的纤维丝的形状都相同。

所述的微通道组件中，纤维丝的直径一般为0.5~50μm，优选为0.5~5μm，更优选为0.5~1μm。所述的亲油性纤维丝一般选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝和聚氯乙烯纤维丝中的至少一种，或选自表面经过物理或化学方法亲油处理的纤维丝；所述的亲水性纤维丝一般选自主链或侧链含有羧基（-COOH）、酰胺基（-CONH-）、氨基（-NH₂-）、或羟基（-OH）等亲水性基团的高分子聚合物，且含有的亲水性基团数目越多，亲水性越好，常用的如丙纶纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维，或选自材料经过物理或化学方法亲水处理的纤维丝。

所述的微通道组件中，薄片厚度一般为0.05mm~5mm，优选0.1～1.5mm。薄片的材质一般根据过流物料性质、操作条件而定，可以为金属、陶瓷、有机玻璃、聚酯等材料中的任意一种，优选金属中的不锈钢（SS30403、SS30408、SS32168、SS31603）材料。薄片的形状可以为长方形、正方形、多边形、圆形、椭圆形、扇形、等任意一种，优选长方形或正方形。薄片的尺寸和数量可以根据反应实际需要进行设计调整。

本发明的烯烃水合反应器中，优选设置多个微观混合区和烯烃水合反应区，微观混合区和烯烃水合反应区交替设置，更优选微观混合区和烯烃水合反应区的个数相同。按照物料流动方向，物流先经过微观混合反应区再经过烯烃水合反应区。

本发明的烯烃水合反应器中，微观混合区外部设置补充水管线，用于维持水合反应过程中水的浓度，优选每组微通道组件入口位置均可以设置补充水管线。

本发明同时提供一种烯烃水合方法，包括如下内容：将烯烃原料与水的混合物进入烯烃水合反应器的微观混合反应区，混合物流经微通道组件内纤维丝间微通道，被纤维丝多次连续切割，形成含有大量微米级粒子的混合流体后，进入烯烃水合反应区的催化剂床层发生烯烃水合反应，反应流出物离开反应器，进入下一分离单元。

本发明方法中，所述的烯烃原料一般为乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯、异戊烯或环己烯等中的任意一种。

本发明方法中，优选烯烃原料与水进行预先混合然后再进入烯烃水合反应器，预先混合可以采用任意具有混合功能的设备，如静态混合器、胶体磨、剪切机、搅拌釜或陶瓷膜管等中的任意一种或多种组合，用于烯烃和水两相的初步混合。

本发明方法中，所述的烯烃水合反应器可以采用下进上出形式，也可以采用上进下出形式；烯烃水合反应器可以设置一个或多个，反应器之间可以串联或并联。

本发明方法中，烯烃水合条件一般为：温度80～250℃，压力1.0～10.0MPaG，空速为0.1～3.0h^-1，根据烯烃原料不同所需要的反应条件不同；烯烃原料与水进行预先混合条件与烯烃水合条件可以相同也可以不同，优选相同。

本发明方法中，所述的烯烃水合反应中总水烯比根据发生烯烃水合反应的烯烃类型和反应的难易程度而定，一般水烯质量比为1:1～20:1。

本发明方法中，所述的烯烃水合反应器入口的反应原料，水可以部分或全部加入，优选部分加入，当水部分加入时的加入量为总水量的30wt%～90wt%，剩余水量可以以补充水的形式加入，补充水在每组微通道组件入口位置经补充水管线补充，用于维持水合反应过程中水的浓度，从而保持较高的两相传质推动力，每组微通道组件入口的补充水加入量为总水量的1wt%～30wt%，优选沿物料在反应器内流动方向的补充水量逐渐增加，这是由于随着反应的进行，反应产物逐渐增加，反应过程的传质推动力逐渐减小，通过逐渐增加水的补充量来保持较高的反应速率。烯烃也可以部分或全部加入，优选全部加入。

本发明方法中，烯烃水合反应区的催化剂床层内一般可以采用具有酸催化功能的催化剂，如矿物酸、苯磺酸、离子交换树脂、分子筛等类型的催化剂。

本发明方法中，一般情况下，烯烃原料与水经过微通道组件混合后形成的水中分散相粒子尺寸一般为0.5～900μm，进入催化剂床层发生反应，优选分散均匀度≥80%，此时，进入催化剂床层发生反应时，能够大幅度提高传质反应速率，达到较好的反应效果和烯烃原料转化率。

现有技术中采用常规混合设备或具有混合功能的组件对烯烃和水进行混合时，存在混合不均匀、状态不稳定、容易分相的问题，本发明的烯烃水合应器中，在微观混合区内设置微通道组件，由于微通道组件内的相邻薄片夹缝间填充一定比例的亲油\亲水性纤维丝，使烯烃和水混合进料中的水沿亲水性纤维丝表面粘附、铺展，反复被亲水性纤维丝强制切割为微米级尺寸粒子，烯烃则在亲油纤维丝表面粘附、铺展，并反复被亲水性纤维丝强制切割为微米级尺寸粒子，两种微米级粒子经由纤维丝间的微通道进行混合，形成两相在微米级尺度上混合均匀的物料，进入催化剂床层发生烯烃水合反应。本发明的烯烃水合反应器，一方面使烯烃和水两相混合为稳定的均一相，有利于改善两相的接触传质，另一方面使有机相以微米级尺寸粒子存在于水相中，大幅度提高了两相接触面积，降低水烯比，这对于像烯烃水合反应这种由于两相不互溶造成的反应速率低的问题具有很好的改善效果。

附图说明

图1是本发明的烯烃水合反应器的的示意图。

图2为反应器内设置的微通道组件的示意图。

其中，1为烯烃原料，2为水， 3为烯烃\水混合物料，4为反应过程补充水，5为烯烃水合反应器，6为烯烃水合反应产物，7为第一微观混合区，8为第一微观混合区内的微通道组件，9为第一烯烃水合反应区，10为第一催化剂床层，11为第二（或第N）微观混合区为，12为第二（或第N）微观混合区内的微通道组件，13为第二（或第N）烯烃水合反应区，14为第二（或第N）催化剂床层，，15为微通道壳体，16为微通道薄片，17为微通道薄片间的夹缝，18为亲水性纤维丝，19为亲油性纤维丝。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明进行详细说明，但不因此限制本发明。

以附图1为例说明本发明的烯烃水合反应器及烯烃水合方法：

首先将烯烃原料1与水2进行混合后得到烯烃\水混合物料3，该混合进料进入烯烃水合反应器5的底部入口，反应器内包含第一微观混合区7、第一烯烃水合反应区9、第一催化剂床层10、第二（或第N）微观混合区11、第二（或第N）烯烃水合反应区13、第二（或第N）催化剂床层14。烯烃\水混合物料3首先进入第一微观混合区7，在经过微通道壳体15中设置的微通道组件8内微通道薄片16间的夹缝17，被夹缝17间填充的亲水性纤维丝18和亲油纤维丝19多次连续切割后，形成了两相混合均匀的、含有大量微米级粒子的物料，进入第一烯烃水合反应区9中第一催化剂床层10内发生烯烃水合反应。随着反应的进行，反应原料不断转化为产物，使原料浓度包括水的浓度都逐渐降低，降低了反应传质推动力，因此在反应过程中通过加入补充水4再次通过第二（或第N）微观混合区内的微通道组件12与混合物料进行强化混合后，继续进入第二（或第N）催化剂床层14发生进一步的烯烃水合反应，完成传质反应后作为反应产物6离开。

将本发明的烯烃水合反应器分别应用于丙烯、正丁烯水合、异丁烯水合、环己烯水合反应中。具体反应条件见对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例 5、实施例6。烯烃原料为市售，具体性质分别见表1、表2、表3。其中，丙烯水合采用的催化剂为丹东明珠特种树脂有限公司生产的DIAP型催化剂，正丁烯水合采用的催化剂为丹东明珠特种树脂有限公司生产的DNW-II型催化剂，异丁烯水合采用的催化剂为丹东明珠特种树脂有限公司生产的DT-017型催化剂，环己烯水合采用的催化剂为amberlyst 36型树脂催化剂。

表1 丙烯原料组成

表2 正丁烯原料组成

表3异丁烯原料组成

对比例1

以表1中的丙烯为原料，与水在催化剂作用下发生正丁烯水合反应制备异丙醇。丙烯原料与水通过常规的静态混合器，型号为SK-1.6/25-10.-150，二者混合物料进入丙烯水合反应器发生水合反应。反应器采用普通的上流式反应器，反应器内设置四段催化剂床层，催化剂床层之间设置补充水管线和用于烯烃/水混合的喷嘴组件。将烯烃/水混合物料从反应器底部引入烯烃水合反应器，经烯烃/水混合喷嘴组件进行混合后，进入催化剂床层发生烯烃水合反应，反应进行一段时间后与补充水再次经烯烃/水混合喷嘴组件进行混合，并再次进入催化剂床层继续发生烯烃水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。丙烯原料与水的混合条件为：温度为155℃，压力为8.1MPaG。

丙烯水合反应条件为：温度为152～160℃，压力为8.0MPaG，空速为0.25h^-1，总水/烯质量比为15。

以表1的丙烯为原料，经丙烯水合反应器得到反应产物，反应停留时间与原料转化率见表4。

对比例2

以表2中的正丁烯为原料，与水在催化剂作用下发生正丁烯水合反应制备仲丁醇。正丁烯原料与水通过常规的静态混合器，型号为SK-1.6/25-10.0-200，连续三次混合，混合物料进入正丁烯水合反应器发生水合反应。反应器采用普通的上流式反应器，反应器内设置四段催化剂床层，催化剂床层之间设置补充水管线和用于烯烃/水混合的喷嘴组件。将正丁烯/水混合物料从反应器底部引入烯烃水合反应器，经正丁烯/水混合喷嘴组件进行混合后，进入催化剂床层发生烯烃水合反应，反应进行一段时间后与补充水再次经正丁烯/水混合喷嘴组件进行混合，并再次进入催化剂床层继续发生烯烃水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。正丁烯原料与水的混合条件为：温度为180℃，压力为8.1MPaG。

正丁烯水合反应条件为：温度为175～180℃，压力为8.0MPaG，空速为1.0h^-1，总水/烯质量比为2.5。以表2的正丁烯为原料，经正丁烯水合反应器得到反应产物，停留时间与正丁烯原料转化率见表4。

对比例3

以表3中的异丁烯为原料，与水在催化剂作用下发生异丁烯水合反应制备叔丁醇。异丁烯原料与水通过常规的静态混合器，型号为SK-1.6/25-5.-200，二者混合物料进入异丁烯水合反应器发生水合反应。反应器采用普通的上流式反应器，反应器内设置两段催化剂床层，催化剂床层之间设置补充水管线和用于烯烃/水混合的喷嘴组件。将异丁烯/水混合物料从反应器底部引入烯烃水合反应器，经异丁烯/水混合喷嘴组件进行混合后，进入催化剂床层发生烯烃水合反应，反应进行一段时间后与补充水再次经异丁烯/水混合喷嘴组件进行混合，并再次进入催化剂床层继续发生烯烃水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。异丁烯原料与水的混合条件为：温度为80℃，压力为2.6MPaG。

异丁烯水合反应条件为：温度为105～110℃，压力为2.5MPaG，空速为1.0h^-1，总水/烯质量比为3。

以表3的异丁烯为原料，经异丁烯水合反应器得到反应产物，停留时间与原料转化率见表4。

实施例1

以表1中的丙烯为原料，与水在催化剂作用下发生丙烯水合反应制备异丙醇。丙烯原料与水的混合物料进入丙烯水合反应器发生水合反应，反应器采用本发明的反应器，下进上出，反应器内设置两段微通道组件和两段催化剂床层，微通道组件和催化剂床层交替设置。微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质，薄片厚度为1.5mm，薄片夹缝间填充1层直径为5μm的纤维丝，纤维丝包含亲油性聚丙烯纤维丝和亲水性丙纶纤维丝，二者的数量比例为1:10，纤维丝等间距排布，间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。丙烯原料和氢气经管道混合后引入本发明的烯烃水合反应器，首先进入反应器底部的微通道组件得到含有大量微米级粒子的混合流体后，进入催化剂床层发生丙烯水合反应，反应经过一定停留时间后的物料再次进入微通道组件分散后，进入催化剂床层继续发生丙烯水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。丙烯原料与水的混合条件为：温度为155℃，压力为8.1MPaG；丙烯水合反应条件为：温度为150～158℃，压力为8.0MPaG，空速为0.25h^-1，总水/烯质量比为15，微通道组件对混合物料中丙烯的分散均匀度为75%。

以表1的丙烯为原料，丙烯水合反应条件、反应停留时间、原料转化率等见表4。

实施例2

本实施例中，反应原料、反应器结构、丙烯原料与水的混合条件、反应过程同实施例1。与实施例1不同的是，本实施例采用更加缓和的反应条件。微通道组件对混合物料中丙烯的分散均匀度为80%，反应条件和结果见表4。

实施例3

以表2中的正丁烯为原料，与水在催化剂作用下发生正丁烯水合反应制备仲丁醇。正丁烯原料与水的混合物料进入正丁烯水合反应器发生水合反应，反应器采用本发明的反应器，下进上出，反应器内设置两段微通道组件和两段催化剂床层，微通道组件和催化剂床层交替设置。微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质，薄片厚度为1.0mm，薄片夹缝间填充5层直径为1μm的纤维丝，纤维丝包含亲油性尼龙纤维丝和亲水性聚酰胺纤维丝，二者的数量比例为1:15，纤维丝等间距排布，间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。正丁烯原料和水经管道混合后引入本发明的正丁烃水合反应器，首先进入反应器底部的微通道组件得到含有大量微米级粒子的混合流体后，进入催化剂床层发生正丁烯水合反应，反应经过一定停留时间后的物料再次进入微通道组件分散后，进入催化剂床层继续发生正丁烯水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。正丁烯原料与水的混合条件为：温度为180℃，压力为8.1MPaG；

正丁烯水合反应条件为：温度为175～180℃，压力为8.0MPaG，空速为1.0h^-1，总水/烯质量比为2.5，微通道组件对混合物料中正丁烯的分散均匀度为80%。

以表2的正丁烯为原料，水合反应条件、反应停留时间、原料转化率等见表4。

实施例4

本实施例中，反应原料、反应器结构、反应过程、正丁烯原料与水的混合条件同实施例3。与实施例3不同的是，本实施例采用更加缓和的反应条件。微通道组件对混合物料中正丁烯的分散均匀度为85%，反应条件和结果见表4。

实施例5

以表3中的异丁烯为原料，与水在催化剂作用下发生异丁烯水合反应制备叔丁醇。异丁烯原料与水的混合物料进入异丁烯水合反应器发生水合反应，反应器采用本发明的反应器，下进上出，反应器内设置两段微通道组件和两段催化剂床层，微通道组件和催化剂床层交替设置。微通道混合组件中的薄片采用不锈钢材质，薄片厚度为1.0mm，薄片夹缝间填充3层直径为5μm的纤维丝，纤维丝包含亲油性聚氨酯纤维丝和亲水性丙纶纤维丝，二者的数量比例为1:25，纤维丝等间距排布，间距为1μm。纤维丝为波浪线周期性变化的曲线形状。异丁烯原料和水经管道混合后引入本发明的异丁烃水合反应器，首先进入反应器底部的微通道组件得到含有大量微米级粒子的混合流体后，进入催化剂床层发生异丁烯水合反应，反应经过一定停留时间后的物料再次进入微通道组件分散后，进入催化剂床层继续发生异丁烯水合反应，最终由反应器顶部出料口离开烯烃水合反应器。正丁烯原料与水的混合条件为：温度为108℃，压力为2.6MPaG；

异丁烯水合反应条件为：温度为105～110℃，压力为2.5MPaG，空速为1.0h^-1，总水/烯质量比为3.0，微通道组件对混合物料中异丁烯的分散均匀度为70%。

以表3的异丁烯为原料，水合反应条件、反应停留时间、原料转化率等见表4。

实施例6

本实施例中，反应原料、反应器结构、反应过程、异丁烯原料与水的混合条件同实施例5。与实施例5不同的是，本实施例采用更加缓和的反应条件。微通道组件对混合物料中异丁烯的分散均匀度为70%，反应条件和结果见表4。

表4 反应条件和结果

本发明方法中的烯烃\水相的分散混合效果是通过高速摄像仪来获得水相粒子尺寸大小，并通过选择若干个特征粒子来得到分散相粒子的均匀度，粒子尺寸越小、均匀度越高，说明混合分散的效果越好。为此，本实施例及对比例的混合分散效果的测定方法为：同一条件下通过不同混合分散方法（如采用常规静态混合器、本发明反应器内微通道组件混合方法）对分散相和连续相进行混合，每组方法至少取得10组混合物料样品，利用英国IXi-SPEED 5高速摄像机来拍摄混合物料样品中分散相的粒子尺寸大小，将照片中粒子加和，计算出各种尺寸粒子的百分含量，得到各种尺寸粒子的正态分布图，从而得到粒子均匀度。

由本实施例及对比例的混合效果可以看出，采用本发明的烯烃水合反应器，使烯烃与水这样的不互溶体系形成混合均匀的、含有大量微米级尺寸粒子的均一相，且两相存在状态较为稳定，反应过程中不易分相，这样就可以大幅度增加两相的接触机会和传质面积，消除传质反应阻力，从而保持较高的传质反应速率。用于正丁烯水合制仲丁醇时，与现有技术相比，原料单程转化率大幅度提高，且可以采用更为缓和的条件。用于丙烯水合制备异丙醇、异丁烯水合叔丁醇时，与现有技术相比，反应速率大幅度提高，采用较为缓和的条件就能够使原料达到较高的单程转化率。

Claims (27)

1.一种烯烃水合反应器，其特征在于：包含微观混合区和烯烃水合反应区，其中微观混合区包含至少一个微通道组件；微通道组件包含多个堆叠的薄片以及相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝，纤维丝与纤维丝间构成若干微通道，纤维丝通过薄片夹紧固定，纤维丝单层或多层排布；烯烃水合反应区内设置至少一个催化剂床层。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述相邻薄片夹缝间填充的亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的数量比例为1: 50~1:1。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：任意一层中的亲油性纤维丝均匀分布于亲水性纤维丝间。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：任意一层中亲油性纤维丝和亲水性纤维丝的数量比例为1: 50~1:1。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：相邻两层纤维丝沿薄片垂直方向的投影为网状结构。

6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：任意一层中，相邻纤维丝的间距为0.5μm～50μm，优选等间距排布，纤维丝沿薄片表面横向、纵向或斜向任意一种。

7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的纤维丝为任意曲线形状，优选周期性变化的曲线形状。

8.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：同一层的纤维丝的形状相同，更优选所有层的纤维丝的形状都相同。

9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的纤维丝的直径为0.5~50μm，优选为0.5~5μm，更优选为0.5~1μm。

10.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的亲油性纤维丝选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝、聚氯乙烯纤维丝或选自表面经过亲油处理的其他种类纤维丝中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的亲水性纤维丝选自主链或侧链含有亲水性基团的高分子聚合物或材料经过物理或化学方法亲水处理的纤维丝中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的亲水性纤维丝选自丙纶纤维、聚酰胺纤维或丙烯酸纤维中的一种或多种。

13.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述的微通道组件中，薄片厚度为0.05mm~5mm，优选0.1～1.5mm。

14.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：薄片的材质为金属、陶瓷、有机玻璃或聚酯材料中的任意一种。

15.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：设置多个微观混合区和烯烃水合反应区，微观混合区和烯烃水合反应区交替设置，更优选微观混合区和烯烃水合反应区的个数相同；按照物料流动方向，物流先经过微观混合反应区再经过烯烃水合反应区。

16.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：微观混合区外部设置补充水管线，用于维持水合反应过程中水的浓度。

17.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：每组微通道组件入口位置均设置补充水管线。

18.一种权利要求1~17任一所述的反应器在烯烃水合反应中的应用。

19.一种烯烃水合方法，其特征在于包括如下内容：将烯烃原料与水的混合物进入烯烃水合反应器的微观混合反应区，混合物流经微通道组件内纤维丝间微通道，被纤维丝多次连续切割，形成含有大量微米级粒子的混合流体后，进入烯烃水合反应区的催化剂床层发生烯烃水合反应，反应流出物离开反应器，进入下一分离单元。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述的烯烃原料为乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯、异戊烯或环己烯中的任意一种。

21.一种权利要求19所述的方法，其特征在于：烯烃原料与水进行预先混合然后再进入烯烃水合反应器，预先混合采用静态混合器、胶体磨、剪切机、搅拌釜或陶瓷膜管中的任意一种或多种组合，用于烯烃和水两相的初步混合。

22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述的烯烃水合反应器采用下进上出形式或上进下出形式；烯烃水合反应器设置一个或多个，反应器之间串联或并联。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述的烯烃水合反应中水烯质量比为1:1～20:1。

24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述的烯烃水合反应器入口的反应原料，水部分或全部加入；当水部分加入时的加入量为总水量的30wt%～90wt%，剩余的水以补充水的形式加入。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：每组微通道组件入口的补充水加入量为总水量的1wt%～30wt%，优选沿物料在反应器内流动方向的补充水量逐渐增加。

26.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：烯烃水合反应区的催化剂床层内采用具有酸催化功能的催化剂。

27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：烯烃原料与水经过微通道组件后形成粒子尺寸为0.5～900μm。

Images