CN111099964B - 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

一种氯醇化反应系统及反应方法
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 (6)

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；
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；
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。
2.如权利要求1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。
3.如权利要求1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；N为2~3。
4.一种使用权利要求1~3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；
碱液通过循环管或水入口管线或氯气入口管线加入。
5.如权利要求4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。
6.如权利要求4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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