CN111099964A - 一种氯醇化反应系统及反应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯醇化反应系统及反应方法。所述系统包括:水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线、碱液入口管线、氯醇化反应器和出料管线;水入口管线和氯气入口管线分别设置在氯醇化反应器下部;丙烯入口管线设置在氯气入口管线上端的反应器侧壁上;碱液入口管线设置在氯气入口管线上或水入口管线上。可以有效提高氯醇收率,同时减少副产物的生成。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工合成装置技术领域,具体是涉及一种氯醇化反应系统及反应方法。
背景技术
环氧丙烷是重要的基本有机化工原料,是丙烯的重要工业衍生物,主要用于生产聚酶多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等,用途广泛。
目前,我国环氧丙烷生产主要采用的是氯醇法工艺。氯醇法生产环氧丙烷包括丙烯氯醇化生产氯丙醇,氯丙醇皂化生成粗环氧丙烷,粗环氧丙烷精制得合格环氧丙烷,其中丙烯氯醇化反应生成氯丙醇是关键生产步骤。
为提高氯丙醇收率,科研人员在反应设备和工艺上进行了许多研究,中国专利CN01262148.X提出了一种多段管式氯醇化反应器,生成效率高,原材料消耗少。中国专利CN03131853.3提出了一种丙烯氯醇化管式反应装置,该装置由1-10组串联反应单元组成,将原料丙烯、氯气一次投料从空间上拆分为若干次,提高了产品转化率,减少了副产物及废水量的生成。
氯醇反应过程中,副产物二氯丙烷的产生影响了氯醇化反应的选择性和转化率,中国专利CN200510045606.8提出了单管多旋静态混合管式氯醇化反应器,以实现降低副产物的目的。中国专利CN201720239439.9提出在氯醇化反应前采用碳酸钙脱除氯化氢,以使氯丙醇与氯化氢无接触,避开丙烯氯醇化反应过程中副产物的生产条件,降低副产物的生成。
然而各个工艺和设备的改进,并不能提高氯醇收率,同时副产物的降低也非常有限。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题,本发明提供了一种氯醇化反应系统及反应方法。可以有效提高氯醇收率,同时减少副产物的生成。
本发明的目的之一是提供一种氯醇化反应系统。
所述系统包括:
水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线、碱液入口管线、氯醇化反应器和出料管线;
水入口管线和氯气入口管线分别设置在氯醇化反应器下部;
丙烯入口管线设置在氯气入口管线上端的反应器侧壁上;
碱液入口管线设置在氯气入口管线上或水入口管线上。
优选:
所述氯醇化反应器优选为带有循环管的塔式反应器;循环管与反应器上下端连通。
所述氯气入口管线设在循环管下端入口附近的反应器上,丙烯入口管线设置在氯气入口管线上面的反应器侧壁上;
所述水入口管线设置在循环管下端;
所述碱液入口管线设置在循环管或水入口管线或氯气入口管线上;
反应器出口管线设置在循环管上端以上的反应器侧壁上。
循环管上端设置气相分离器。
所述系统包括N个串联的氯醇化反应器;上一个氯醇化反应器出口管线连接下一个氯醇化反应器。
N优选为2~3。
本发明的目的之二是提供一种氯醇化反应方法。
包括:
氯气与丙烯在氯醇化反应器内进行反应得到氯丙醇;在氯醇反应器内通入碱液控制反应器内溶液pH<6,优选pH<3。
碱液通过循环管或水入口管线或氯气入口管线加入。
氯气与丙烯优选在2~3个串联的氯醇化反应器内进行反应得到氯丙醇。
氯醇化反应的工艺条件为本领域常规的工艺条件,本发明中可以优选反应温度常温,反应压力常压即可进行。
本发明具体可采用以下技术方案:
本发明的氯醇化反应系统,该系统主要包括:水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线、碱液入口管线、氯醇化反应器、出料管线等。另外,该方法还包括一些辅助设备,比如包括但不局限于:连接管、换热器、泵、罐、压缩机、阀门、控制系统等等,若有需要,本领域技术人员可根据现有知识设置。
其中,水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线均与氯醇化反应器相连,碱液入口管线可与氯醇化反应器相连,也可与水入口管线相连,也可与氯气入口管线相连,氯醇化反应器出口与出料管线相连。
氯醇化反应系统所需要的泵、换热器等配套设备和连接,本领域技术人员根据需要设置。
本发明所述的氯醇化反应器为塔式反应器,优选带有循环管的塔式反应器,可以为单塔循环管式反应器,也可以为多塔串联式反应器。
本发明所述的氯醇化反应器循环管与反应器上下端连通,循环管上端优选设置气相分离器。
本发明所述的氯醇化反应器氯气入口管线设在循环管下端入口附近,丙烯入口管线在氯气入口管线上端。
本发明所述的氯醇化反应器水入口管线设置在循环管下端。
本发明所述的氯醇化反应器碱液入口管线可以与循环管相连,也可以与水入口管线相连,也可与氯气入口管线相连。
对多塔串联反应器,本发明所述的氯气、丙烯、碱液分开加入,每个反应器均设有氯气、丙烯、碱液加入口。
本发明所述的水入口管线,进料可以为新鲜水,也可以为装置内的循环水等等。
本发明所述的丙烯入口管线,进料为丙烯。所述丙烯在进入氯醇化反应器之前,可以用原料水预溶解,也可以直接进入。
本发明所述的碱液入口管线,进料为碱性物质,可以为NaOH,Ca(OH)2,CaCO3,Na2CO3溶液等。
本发明所述的碱液加入量,依据氯醇化反应器内酸碱度决定,控制氯醇化反应器内溶液PH<6,优选PH<3,优选整个反应器内溶液酸碱度均衡一致。
本发明具有以下优点和特点:
1.本发明氯醇化反应器内加入碱性物质,合理控制反应的酸碱度,可提高氯醇选择性和收率,同时降低副产物的生成;
2.本发明氯醇化反应器内加入碱性物质,使得后续皂化反应碱液加入量降低;
3.碱液、氯气、丙烯均分段加入,对降低副产物非常有利;
4.本发明易于实现,可适于氯水法合成氯醇的所有新建装置,也适于对已有装置进行改造;
本发明的生产装置投资小、易于控制、操作弹性大。
附图说明
图1为实施例1的氯醇化反应系统示意图;
图2为实施例2的氯醇化反应系统示意图;
图3为实施例3的氯醇化反应系统示意图;
图4为本发明多个反应器串联示意图。
附图标记说明:
1氯醇化反应器;1丙稀入口管线;3氯气入口关系;4循环管;5水入口管线;6碱液入口管线;7出口管线;8尾气。
具体实施方式
下面结合实施例,进一步说明本发明。
实施例1
如图1所示,一种氯醇化反应系统,包括:水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线、碱液入口管线、氯醇化反应器和出料管线;氯醇化反应器为带有循环管的塔式反应器;循环管与反应器上下端连通,循环管上端设置气相分离器。
氯气入口管线设在循环管下端入口附近的反应器上,丙烯入口管线设置在氯气入口管线上端的反应器侧壁上;水入口管线设置在循环管下端;碱液入口管线设置在水入口管线上。
方法包括:
氯气与丙烯在氯醇化反应器内进行反应得到氯丙醇;在氯醇反应器内通入碱液控制反应器内溶液pH<6,碱液通过水入口管线加入。碱液为氢氧化钠溶液。
反应温度为常温,压力为常压。
实施例2
如图2所示,同实施例1,区别在于碱液通过循环管加入;碱液为碳酸钠溶液;控制反应器内溶液pH<3.
实施例3
如图1所示,同实施例1,区别在于碱液通过氯气入口管线加入。
实施例4
如图4所示,三个氯醇化反应器串联。其余同实施例1。工艺水从第一个氯醇化反应塔一次进入,丙烯、氯气、碱液在每个氯醇化反应塔均设有入口,分段加入。碱液进氯醇化反应塔的循环管,丙烯和氯气进氯醇化反应塔,粗氯醇从最后一个塔顶采出。
Claims (10)
1.一种氯醇化反应系统,其特征在于所述系统包括:
水入口管线、氯气入口管线、丙烯入口管线、碱液入口管线、氯醇化反应器和出料管线;
水入口管线和氯气入口管线分别设置在氯醇化反应器下部;
丙烯入口管线设置在氯气入口管线上端的反应器侧壁上;
碱液入口管线设置在氯气入口管线上或水入口管线上。
2.如权利要求1所述的氯醇化反应系统,其特征在于:
所述氯醇化反应器为带有循环管的塔式反应器;循环管与反应器上下端连通。
3.如权利要求2所述的氯醇化反应系统,其特征在于:
所述氯气入口管线设在循环管下端入口附近的反应器上,丙烯入口管线设置在氯气入口管线上面的反应器侧壁上;
所述水入口管线设置在循环管下端;
所述碱液入口管线设置在循环管或水入口管线或氯气入口管线上;
反应器出口管线设置在循环管上端以上的反应器侧壁上。
4.如权利要求2所述的氯醇化反应系统,其特征在于:
循环管上端设置气相分离器。
5.如权利要求4所述的氯醇化反应系统,其特征在于:
所述系统包括N个串联的氯醇化反应器;上一个氯醇化反应器出口管线连接下一个氯醇化反应器。
6.如权利要求5所述的氯醇化反应系统,其特征在于:
N为2~3。
7.一种如权利要求1~6之一所述系统的氯醇化反应方法,其特征在于所述方法包括:
氯气与丙烯在氯醇化反应器内进行反应得到氯丙醇;在氯醇反应器内通入碱液控制反应器内溶液pH<6。
8.如权利要求7所述的氯醇化反应方法,其特征在于:
氯醇化反应器内溶液的pH<3。
9.如权利要求7所述的氯醇化反应方法,其特征在于:
碱液通过循环管或水入口管线或氯气入口管线加入。
10.如权利要求7所述的氯醇化反应方法,其特征在于:
氯气与丙烯在2~3个串联的氯醇化反应器内进行反应得到氯丙醇。
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