CN103638876A - Hppo装置反应器的节能优化方法 - Google Patents

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CN103638876A CN201310681567.5A CN201310681567A CN103638876A CN 103638876 A CN103638876 A CN 103638876A CN 201310681567 A CN201310681567 A CN 201310681567A CN 103638876 A CN103638876 A CN 103638876A
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杨建平
王洁
何琨
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Sinopec Engineering Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种HPPO装置反应器的节能优化方法，主要解决现有技术中能耗较高的问题。本发明通过采用一种HPPO装置反应器的节能优化方法，在列管式固定床反应器中采用HPPO法制备环氧丙烷，所述反应器的夹套内通入冷却介质与反应器换热，控制反应器内的温升；当反应温度为30～40℃时，采用冷冻水移走反应产生的热量；当反应温度为40～50℃时，采用循环水移走反应产生的热量；当反应温度为50～60℃时，采用较高温度的循环水移走反应产生的热量的技术方案较好地解决了上述问题，可用于HPPO装置反应器的节能优化中。

Description

HPPO装置反应器的节能优化方法
技术领域
本发明涉及一种HPPO装置反应器的节能优化方法。
技术背景
环氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工合成原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。已生产的下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。
制备环氧丙烷的过氧化氢直接氧化（HPPO）法是在催化剂作用下将过氧化氢和丙烯进行反应生成环氧丙烷和水的过程，该化学反应是放热反应。
CN98123136.5涉及一种丙烯用过氧化氢环氧化的设备与过程，其反应设备由反应段、上下U形连接段、冷却段、气液分离段组成一个封闭回路，催化剂与原料混合呈淤浆状，在回路中流动并反应，由此制备环氧丙烷。该专利用冷冻水移走反应放出的热量。CN201010511515.X涉及一种烯烃环氧化方法，采用第一固体催化剂，在移动床反应器中进行环氧化反应，采用第二固体催化剂，在淤浆床反应器中进行环氧化反应，由此制备环氧丙烷。该专利也用冷冻水移走反应放出的热量。
由于冷冻水的制备是以消耗大量能源为基础的，因此现有技术移走反应放出的热量存在能耗高的问题。
本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的HPPO装置反应器的节能优化方法。该方法用于HPPO装置反应器的节能优化中，具有能耗较低的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种HPPO装置反应器的节能优化方法，在列管式固定床反应器中采用HPPO法制备环氧丙烷，所述反应器的夹套内通入冷却介质与反应器换热，控制反应器内的温升；当反应温度为30～40℃时，采用冷冻水移走反应产生的热量；当反应温度为40～50℃时，采用循环水移走反应产生的热量；当反应温度为50～60℃时，采用较高温度的循环水移走反应产生的热量。
上述技术方案中，优选地，所述冷冻水温度为7～12℃。
上述技术方案中，优选地，所述当反应温度为40～50℃时，采用33～38℃的循环水移走反应产生的热量。
上述技术方案中，优选地，所述当反应温度为50～60℃时，采用38～43℃的循环水移走反应产生的热量。
上述技术方案中，优选地，所述反应器内的催化剂采用TS-1钛硅分子筛催化剂。
采用过氧化氢和丙烯原料制备环氧丙烷的环氧化反应采用钛硅分子筛TS-1催化剂，反应温度为30～60℃；反应压力为1.0～5.0MPaG，优选范围为1.9～2.5MPaG；丙烯重量空速为0.2～9.0h-1，优选范围为0.6～3.0h-1；甲醇/过氧化氢摩尔比为2～20：1，优选范围为6～10：1；丙烯/过氧化氢摩尔比为1～15：1，优选范围为1～5：1。
本专利中在反应初期，反应温度较低，需要用冷冻水来移走热量；在反应中期、后期，温度升高，用循环水即可满足移走热量的要求。由于在反应中期、末期采用本发明循环水代替冷冻水的节能技术，减少了冷冻水的用量，在一个反应周期内，2/3的冷冻水用量由循环水代替，仅仅移走化学反应产生热量的能耗由现有技术的50.43kg标油/t环氧丙烷下降到23.02kg标油/t环氧丙烷，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
生产规模为10万吨/年过氧化氢和丙烯制备环氧丙烷的工艺装置采用本发明3台串联化学反应器的优化组合，采用钛硅分子筛TS-1催化剂，反应压力为1.9MPaG；丙烯重量空速为0.6h-1；甲醇/过氧化氢摩尔比为6：1；丙烯/过氧化氢摩尔比为1：1。反应温度为30～40℃，采用7～12℃的冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为40～50℃，采用33～38℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为50～60℃，采用38～43℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量，由此，移走化学反应产生热量的能耗为2302t标油/年。
【实施例2】
生产规模为10万吨/年过氧化氢和丙烯制备环氧丙烷的工艺装置采用本发明3台串联化学反应器的优化组合，采用钛硅分子筛TS-1催化剂，反应压力为2.5MPaG；丙烯重量空速为3.0h-1；甲醇/过氧化氢摩尔比为10：1；丙烯/过氧化氢摩尔比为5：1。反应温度为30～40℃，采用7～12℃的冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为40～50℃，采用33～38℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为50～60℃，采用38～43℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量，由此，移走化学反应产生热量的能耗为2302t标油/年。
【实施例3】
生产规模为10万吨/年过氧化氢和丙烯制备环氧丙烷的工艺装置采用本发明3台串联化学反应器的优化组合，采用钛硅分子筛TS-1催化剂，反应压力为2.0MPaG；丙烯重量空速为2.0h-1；甲醇/过氧化氢摩尔比为8：1；丙烯/过氧化氢摩尔比为3：1。反应温度为30～40℃，采用7～12℃的冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为40～50℃，采用33～38℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量；反应温度为50～60℃，采用38～43℃的循环水代替冷冻水移走反应产生的热量，由此，移走化学反应产生热量的能耗为2302t标油/年。
【对比例1】
按照实施例1所述的条件和步骤，只是全部采用冷冻水移走反应产生的热量，仅仅移走化学反应产生热量的能耗为5043t标油/年。
【对比例2】
按照实施例2所述的条件和步骤，只是全部采用冷冻水移走反应产生的热量，仅仅移走化学反应产生热量的能耗为5043t标油/年。
【对比例3】
按照实施例3所述的条件和步骤，只是全部采用冷冻水移走反应产生的热量，仅仅移走化学反应产生热量的能耗为5043t标油/年。

Claims (5)

1.一种HPPO装置反应器的节能优化方法，在列管式固定床反应器中采用HPPO法制备环氧丙烷，所述反应器的夹套内通入冷却介质与反应器换热，控制反应器内的温升；当反应温度为30～40℃时，采用冷冻水移走反应产生的热量；当反应温度为40～50℃时，采用循环水移走反应产生的热量；当反应温度为50～60℃时，采用较高温度的循环水移走反应产生的热量。
2.根据权利要求1所述HPPO装置反应器的节能优化方法，其特征在于所述冷冻水温度为7～12℃。
3.根据权利要求1所述HPPO装置反应器的节能优化方法，其特征在于所述当反应温度为40～50℃时，采用33～38℃的循环水移走反应产生的热量。
4.根据权利要求1所述HPPO装置反应器的节能优化方法，其特征在于所述当反应温度为50～60℃时，采用38～43℃的循环水移走反应产生的热量。
5.根据权利要求1所述HPPO装置反应器的节能优化方法，其特征在于所述反应器内的催化剂采用TS-1钛硅分子筛催化剂。
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