CN103657544B - 一种氯丙醇生产装置及利用其生产氯丙醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种氯丙醇生产装置及利用其生产氯丙醇的方法。本发明采用鼓泡式反应器代替现有技术的管式反应器或塔式反应器，并在传统鼓泡式反应器中增设内套筒结构。在利用本装置生产氯丙醇时，混合物料进入内套筒后，随即形成鼓泡作用，通过此过程丙烯和氯气能充分溶于水中，与氯水充分混合并反应，有效利用价值高的丙烯，减少废气排放，提高生产收率，降低尾气处理量及处理难度。与现有技术的氯丙醇生产装置相比，利用本发明的装置生产氯丙醇工艺简便，同时本发明装置结构简单，反应器体积显著减小，设备投资少，土建工程减少，装置整体投资小。

Description

一种氯丙醇生产装置及利用其生产氯丙醇的方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种氯丙醇生产装置及利用其生产氯丙醇的方法。

背景技术

氯丙醇是一种重要的化工原料，工业上主要用于生产环氧丙烷和氯丙嗪。现有技术中，氯丙醇的生产主要利用管式反应器或塔式反应器来实现，均存在一定的技术缺陷。其中，在利用管式反应器生产氯丙醇的过程中，为了保证反应充分需要设置很长的反应管路，这样一方面会增加土建投资及设备投资，另一方面会导致工艺条件难以控制和检修困难等技术问题；利用塔式反应器生产氯丙醇的过程中，反应塔占地面积大、成本高，不利于产品的成本控制。

中国发明专利“氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法”（申请号：CN01138870.6）公开了一种基于塔式反应器的氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法，该技术通过2套管式反应器及1套塔式反应器反应得到氯丙醇，工艺流程长设备结构复杂、成本较高。综上所述，现有技术中氯丙醇的生产设备有待改进。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种结合了鼓泡式反应器的氯丙醇生产装置，从而实现降低成本、简化设备结构的目的。

为了实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种氯丙醇生产装置，包括原料氯气进料管线、氯气溶解管线、丙烯进料管线、丙烯喷射器、丙烯次氯酸混合管线、氯丙醇输出管线、液流泵、氯丙醇卸料管线、原料水进料管线，同时还包括鼓泡式反应器、内套筒，其中内套筒上端开口竖直固定于鼓泡式反应器内部，内套筒底部与鼓泡式反应器底端内壁密封连接，氯气溶解管线一端与氯气进料管线连接、另一端与丙烯喷射器连接，丙烯进料管线一端与丙烯喷射器连接，丙烯次氯酸混合管线一端与丙烯喷射器连接、另一端的端口伸入到内套筒下部，氯丙醇输出管线一端与鼓泡式反应器连接、另一端与液流泵连接，氯丙醇卸料管线一端与液流泵连接，原料水进料管线一端与鼓泡式反应器连接。

上述技术方案中，该装置还可以包括孔状结构，孔状结构位于内套筒下部；所述密封连接优选为焊接或铆接；内套筒可以是分段结构，各段之间密封连接，所述密封连接可以优选为焊接或法兰连接或螺纹连接，所述内套筒可以优选为下段直径大于上段直径；同时，该装置还可以包括填料，填料填充于内套筒内部，该填料可以是散堆填料或规整填料；此外，内套筒的高度优选为处于鼓泡式反应器直管段高度的1/2～4/5范围内。

在以上技术方案中，所述鼓泡式反应器为立式反应器，鼓泡式反应器内套筒为整体式或者分段组合式，当鼓泡式反应器直径较小时，采用分段组合式更便于安装；分段组合式的段间保证密封连接，组合方式为对接连接或通过连接管连接，连接采用焊接、法兰连接或螺纹连接；分段组合式可分为二段组合或多段组合；为降低阻力降，内套筒的各段直径可以不相同；为减少内套筒长度，内套筒的各段直径可以设置为下段较上段直径增大；当鼓泡反应器直径较小时，内套筒的各段直径可以相同，

内套筒下部开设的孔状结构可以是圆形或方形或其他形状，开设孔状结构是为了在生产检修时，可以较完全的排净鼓泡反应器中的液体。

上述鼓泡反应器内套筒可以是空套筒，或内套筒内全部或部分填充散堆填料，或内套筒内全部或部分填充规整化工填料，或内套筒内全部或部分设置混合元件；当管道压力较小时，内套筒为空筒，可降低阻力降，当管道压力足够大时，内套筒填充散堆填料或规整填料，气液混合效果好，但阻力降较大，填充规整填料的阻力降较填充散堆填料的阻力降更大。当内套筒直径较大时，设置混合元件，气液混合效果好，但阻力降较大。

鼓泡反应器内套筒高度介于鼓泡反应器外筒直管段高度的一半到五分之四高度之间，这种设计有益于增加混合面积，使丙烯以小分子形式溶于水中，更好的进行丙烯与氯水的反应。

上述装置设计将丙烯次氯酸混合管线插入鼓泡反应器套筒，丙烯次氯酸混合管线下端口与鼓泡反应器底部之间留有一定的空间。

一种利用上述氯丙醇生产装置生产氯丙醇的方法，包括以下步骤：

1）将水经原料水进料管线输入到鼓泡式反应器内部，使鼓泡式反应器中充满水；

2）启动液流泵，使氯气溶解管线、丙烯喷射器、丙烯次氯酸混合管线、氯丙醇输出管线以及鼓泡式反应器内均充满水；

3）将氯气经原料氯气进料管线输入到氯气溶解管线中，使氯气与水充分混溶；

4）将丙烯经丙烯进料管线输入到丙烯喷射器中，使丙烯经丙烯喷射器进入丙烯次氯酸混合管线；

5）收集从氯丙醇卸料管线流出的氯丙醇。

在使用上述氯丙醇生产装置生产氯丙醇的过程中，物料之间的传质和反应过程如下：

原料氯气与原料水分别从原料氯气进料管线和原料水进料管线进入装置，在液流泵的推动作用下，氯气与水混合，反应生成次氯酸；

原料丙烯经丙烯进料管线进入丙烯喷射器，经次氯酸抽吸后与次氯酸在次氯酸混合管线中边流动，边混合，形成丙烯混合液；

丙烯混合液经丙烯次氯酸混合管线进入内套筒，液体从内套筒底部向上溢流、发生鼓泡现象，在此过程中丙烯与次氯酸充分混合、接触、发生氯醇化反应，生成氯丙醇；

待物料溢流至内套筒与鼓泡式反应器之间时已经反应完全，生成的氯丙醇经氯丙醇输出管线、液流泵，通过氯丙醇卸料管线完成卸料或送至下游其他生产环节。

本发明采用鼓泡式反应器代替现有技术的管式反应器或塔式反应器，并在传统鼓泡式反应器中增设内套筒结构。在利用本装置生产氯丙醇时，混合物料进入内套筒后，随即形成鼓泡作用，通过此过程丙烯和氯气能充分溶于水中，与氯水充分混合并反应，有效利用价值高的丙烯，减少废气排放，提高生产收率，降低尾气处理量及处理难度。与现有技术的氯丙醇生产装置相比，利用本发明的装置生产氯丙醇工艺简便，同时本发明装置结构简单，反应器体积显著减小，设备投资少，土建工程减少，装置整体投资小。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例3的结构示意图；

图4是本发明内套筒下部设置有孔状结构时的结构示意图；

图中：

1、原料氯气进料管线2、氯气溶解管线3、丙烯进料管线

4、丙烯喷射器5、丙烯次氯酸混合管线6、鼓泡式反应器

7、内套筒8、氯丙醇输出管线9、液流泵

10、氯丙醇卸料管线11、原料水进料管线12、孔状结构

13、填料

具体实施方式

实施例1

一种氯丙醇生产装置，包括原料氯气进料管线1、氯气溶解管线2、丙烯进料管线3、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8、液流泵9、氯丙醇卸料管线10、原料水进料管线11，其特征在于还包括鼓泡式反应器6、内套筒7，其中内套筒7上端开口竖直固定于鼓泡式反应器6内部，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁密封连接，氯气溶解管线2一端与氯气进料管线1连接、另一端与丙烯喷射器4连接，丙烯进料管线3一端与丙烯喷射器4连接，丙烯次氯酸混合管线5一端与丙烯喷射器4连接、另一端的端口伸入到内套筒7下部，氯丙醇输出管线8一端与鼓泡式反应器6连接、另一端与液流泵9连接，氯丙醇卸料管线10一端与液流泵9连接，原料水进料管线11一端与鼓泡式反应器6连接。

其中内套筒7不分段、外表面不开设孔状结构，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁采用焊接方式保证密封连接。内套筒7中空，丙烯次氯酸混合管线5下端口从内套筒中心位置伸入到内套筒7下部，丙烯次氯酸混合管线5下端口到鼓泡式反应器6底端的距离为鼓泡式反应器6直管段高度的1/10。内套筒7的高度为鼓泡式反应器6直管段高度的1/2。

利用该装置生产氯丙醇，其步骤如下：

1）将水经原料水进料管线11输入到鼓泡式反应器6内部，使鼓泡式反应器6中充满水；

2）启动液流泵9，使氯气溶解管线2、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8以及鼓泡式反应器6内均充满水；

3）将氯气经原料氯气进料管线1输入到氯气溶解管线2中，使氯气与水充分混溶；

4）将丙烯经丙烯进料管线3输入到丙烯喷射器4中，使丙烯经丙烯喷射器4进入丙烯次氯酸混合管线5；

5）收集从氯丙醇卸料管线10流出的氯丙醇。

实施例2

一种氯丙醇生产装置，包括原料氯气进料管线1、氯气溶解管线2、丙烯进料管线3、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8、液流泵9、氯丙醇卸料管线10、原料水进料管线11，其特征在于还包括鼓泡式反应器6、内套筒7，其中内套筒7上端开口竖直固定于鼓泡式反应器6内部，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁密封连接，氯气溶解管线2一端与氯气进料管线1连接、另一端与丙烯喷射器4连接，丙烯进料管线3一端与丙烯喷射器4连接，丙烯次氯酸混合管线5一端与丙烯喷射器4连接、另一端的端口伸入到内套筒7下部，氯丙醇输出管线8一端与鼓泡式反应器6连接、另一端与液流泵9连接，氯丙醇卸料管线10一端与液流泵9连接，原料水进料管线11一端与鼓泡式反应器6连接。

其中内套筒7分为直径相等的两段、两段之间通过法兰连接保证密封完好，内套筒7外表面下部环绕着内套筒7开设有孔状结构12、数量为若干个，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁采用铆接方式保证密封连接。内套筒7中填充有填料13，材质为规整填料，丙烯次氯酸混合管线5穿过上述规整填料伸入到内套筒7下部，丙烯次氯酸混合管线5下端口到鼓泡式反应器6底端的距离为鼓泡式反应器6直管段高度的1/8。内套筒7的高度为鼓泡式反应器6直管段高度的4/5。

利用该装置生产氯丙醇，其步骤如下：

1）将水经原料水进料管线11输入到鼓泡式反应器6内部，使鼓泡式反应器6中充满水；

2）启动液流泵9，使氯气溶解管线2、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8以及鼓泡式反应器6内均充满水；

3）将氯气经原料氯气进料管线1输入到氯气溶解管线2中，使氯气与水充分混溶；

4）将丙烯经丙烯进料管线3输入到丙烯喷射器4中，使丙烯经丙烯喷射器4进入丙烯次氯酸混合管线5；

5）收集从氯丙醇卸料管线10流出的氯丙醇。

实施例3

一种氯丙醇生产装置，包括原料氯气进料管线1、氯气溶解管线2、丙烯进料管线3、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8、液流泵9、氯丙醇卸料管线10、原料水进料管线11，其特征在于还包括鼓泡式反应器6、内套筒7，其中内套筒7上端开口竖直固定于鼓泡式反应器6内部，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁密封连接，氯气溶解管线2一端与氯气进料管线1连接、另一端与丙烯喷射器4连接，丙烯进料管线3一端与丙烯喷射器4连接，丙烯次氯酸混合管线5一端与丙烯喷射器4连接、另一端的端口伸入到内套筒7下部，氯丙醇输出管线8一端与鼓泡式反应器6连接、另一端与液流泵9连接，氯丙醇卸料管线10一端与液流泵9连接，原料水进料管线11一端与鼓泡式反应器6连接。

其中内套筒7分为直径不等的三段、其中下段直径大于中段直径大于上段直径、三段之间通过螺纹连接保证密封完好，内套筒7外表面下部开设有孔状结构12、数量为若干个、呈不规则分布，内套筒7底部与鼓泡式反应器6底端内壁采用铆接方式保证密封连接。内套筒7中填充有填料13，材质为散堆填料，丙烯次氯酸混合管线5穿过上述散堆填料伸入到内套筒7下部，丙烯次氯酸混合管线5下端口到鼓泡式反应器6底端的距离为鼓泡式反应器6直管段高度的1/9。内套筒7的高度为鼓泡式反应器6直管段高度的7/10。

利用该装置生产氯丙醇，其步骤如下：

1）将水经原料水进料管线11输入到鼓泡式反应器6内部，使鼓泡式反应器6中充满水；

2）启动液流泵9，使氯气溶解管线2、丙烯喷射器4、丙烯次氯酸混合管线5、氯丙醇输出管线8以及鼓泡式反应器6内均充满水；

3）将氯气经原料氯气进料管线1输入到氯气溶解管线2中，使氯气与水充分混溶；

4）将丙烯经丙烯进料管线3输入到丙烯喷射器4中，使丙烯经丙烯喷射器4进入丙烯次氯酸混合管线5；

5）收集从氯丙醇卸料管线10流出的氯丙醇。

以上对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氯丙醇生产装置，包括原料氯气进料管线(1)、氯气溶解管线(2)、丙烯进料管线(3)、丙烯喷射器(4)、丙烯次氯酸混合管线(5)、氯丙醇输出管线(8)、液流泵(9)、氯丙醇卸料管线(10)、原料水进料管线(11)，其特征在于还包括鼓泡式反应器(6)、内套筒(7)，其中内套筒(7)上端开口竖直固定于鼓泡式反应器(6)内部，内套筒(7)底部与鼓泡式反应器(6)底端内壁密封连接，氯气溶解管线(2)一端与氯气进料管线(1)连接、另一端与丙烯喷射器(4)连接，丙烯进料管线(3)一端与丙烯喷射器(4)连接，丙烯次氯酸混合管线(5)一端与丙烯喷射器(4)连接、另一端的端口伸入到内套筒(7)下部，氯丙醇输出管线(8)一端与鼓泡式反应器(6)连接、另一端与液流泵(9)连接，氯丙醇卸料管线(10)一端与液流泵(9)连接，原料水进料管线(11)一端与鼓泡式反应器(6)连接；所述氯丙醇生产装置还包括孔状结构(12)，孔状结构(12)位于内套筒(7)下部。

2.根据权利要求1所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于所述密封连接为焊接或铆接。

3.根据权利要求1所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于内套筒(7)为分段结构，各段之间密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于所述密封连接为焊接或法兰连接或螺纹连接。

5.根据权利要求3所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于内套筒下段直径大于上段直径。

6.根据权利要求1所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于还包括填料(13)，填料(13)填充于内套筒(7)内部。

7.根据权利要求6所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于所述填料(13)选散堆填料或规整填料。

8.根据权利要求1所述的一种氯丙醇生产装置，其特征在于内套筒(7)的高度为鼓泡式反应器(6)直管段高度的1/2～4/5。

9.一种利用权利要求1所述的氯丙醇生产装置生产氯丙醇的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将水经原料水进料管线(11)输入到鼓泡式反应器(6)内部，使鼓泡式反应器(6)中充满水；

2)启动液流泵(9)，使氯气溶解管线(2)、丙烯喷射器(4)、丙烯次氯酸混合管线(5)、氯丙醇输出管线(8)以及鼓泡式反应器(6)内均充满水；

3)将氯气经原料氯气进料管线(1)输入到氯气溶解管线(2)中，使氯气与水充分混溶；

4)将丙烯经丙烯进料管线(3)输入到丙烯喷射器(4)中，使丙烯经丙烯喷射器(4)进入丙烯次氯酸混合管线(5)；

5)收集从氯丙醇卸料管线(10)流出的氯丙醇。