CN112717846A - 一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统及方法，所述智能微界面反应系统包括：第一反应器、第二反应器，搅拌釜，所述搅拌釜内装填有NaHCO3剂料；搅拌釜外侧设置有微界面机组，微界面机组由多个外置微界面发生器排列形成；通入微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源管道，环氧乙烷从气源输送管道通入到微界面机组中，水源进入到微界面机组内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；本发明通过在搅拌釜外侧和反应器内部设置微界面机组，使得环氧乙烷与水源进行反应前破碎为微气泡，提高了环氧乙烷与水源之间相界传质面积，并通过智能控制系统实现全自动化控制，提高了工作效率。

Description

一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统及方法
技术领域
本发明涉及乙二醇制备领域，具体而言，涉及一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统及方法。
背景技术
乙二醇(ethylene glycol，EG)是最简单也是最重要的脂肪族二醇，无色，无味，味甜的液体，能够与水以任意比例混合。乙二醇在工业上具有广泛的用途，可以用于生产聚对苯二甲酸乙二酯(合成聚酯纤维和聚酯塑料的原料)，并用于生产其他聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等；高纯度的乙二醇可用于配置汽车、航空工业和仪器仪表工业中冷却系统的抗冻剂和解冻剂，以及生产溶剂、润滑剂、软化剂、增塑剂等；乙二醇也被用于液压制动，烟草湿润剂、皮毛处理剂、印泥和墨水中。我国EG的总需求量和消费量巨大，EG在我国具有很好的发展前景。
通过环氧乙烷法制备乙二醇，进而开发下游产品，形成良好的产业链，是目前化工企业十分看好的前景。以环氧乙烷为原料在弱碱水源中进行水解反应，直接合成乙二醇，再经分离制得纯乙二醇；环氧乙烷法制备乙二醇，由于反应活化能较大，为加快反应速度，必须适当提高反应温度，该反应在80-100℃下进行。但反应温度提高后，为保持反应体系为液相，相应的反应压力也要提高；在反应过程中，环氧乙烷和水源无法得到充分的混合，从而导致反应需要在高环氧乙烷压力(＞2.0MPa)下进行，限制了反应器的生产能力(液时空速＜1.0h-1)。
因此，亟需改进乙二醇的生产工艺路线。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统，该智能微界面反应系统通过在搅拌釜外侧和第一反应器、第二反应器内部设置微界面机组，通过微界面发生器将二氧化碳高效破碎成微米级气泡，并分散到液体原料中形成微界面体系，提高环氧乙烷与水源之间的相界传质面积，从而解决了现有技术中由于环氧乙烷和水源在反应器内部无法得到充分混合，导致反应压力高、氢酯比大、液时空速低的问题。
本发明的第二目的在于提供一种采用上述智能微界面反应系统制备乙二醇的反应方法，反应得到的乙二醇纯度高，应用广泛，提高了乙二醇本身的适用面，并且通过智能控制系统实现全自动化控制，有助于提高工作效率，降低工人劳动强度，提高企业的自动化生产和管理水平，值得广泛推广应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统，其特征在于，包括：第一反应器、第二反应器，搅拌釜，所述搅拌釜内装填有NaHCO3剂料；
所述搅拌釜的外侧设置有微界面机组，所述微界面机组由多个外置微界面发生器排列形成；通入所述微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源管道的两个分支管道，环氧乙烷从所述气源输送管道通入到所述微界面机组中，水源进入到微界面机组内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；
本发明的微界面机组设置在了搅拌釜的外侧，水源以及环氧乙烷汇总后通过总管道进入到微界面机组中，因为以汇总后的方式进入更加提高了原料之间的融合效果，这样进入的环氧乙烷并行进入到每一个微界面发生器中，相当于在每个微界面发生器均形成一次微界面体系，以实现气相在以液相为介质的前提下在微界面发生器内部得到充分的分散破碎，最中部的两个微界面发生器离气相进料口最为接近，所以其作为主要分散破碎的微界面体系，然后上部与下部的两个微界面发生器形成二次微界面体系以及三次微界面体系，起到加强反应的效果；
此外，为了起到良好的固定作用，特在微界面发生器之间设置有连接杆以起到加强固定的效果；
所述第一反应器的底部设置有第一反应料液进口，所述第一反应料液进口与所述搅拌釜通过溢流管相通，所述第一反应器内设置有内置微界面发生器，所述第二反应器的底部设置有第二反应料液进口，所述第二反应料液进口与所述搅拌釜通过溢流管相通，所述第二反应器内同样设置有内置微界面发生器；
从搅拌釜进行完搅拌后的反应料液当液面到釜顶后从溢流管经过管线从第一反应料液进口进入到第一反应器内，在第一反应器内进一步的进行反应，第一反应器内的内置微界面发生器侧面设置有环氧乙烷进料口，为了使得内置微界面发生器更加稳定，特在内置微界面发生器的两侧设置有支架，固定在第一反应器的内部；
所述第一反应器与所述第二反应器之间设置有连接通道以用于在所述第二反应器内继续进行反应，第二反应器内的内置微界面发生器侧面设置有环氧乙烷进料口，为了使得内置微界面发生器更加稳定，特在内置微界面发生器的两侧设置有支架，固定在第二反应器的内部。
所述内置微界面发生器用于在所述反应料液为介质的情况下将环氧乙烷打碎成微米尺度的微气泡，并将微气泡释放到所述反应器内部，以增大反应过程中所述环氧乙烷与所述水源之间的相界传质面积，使得环氧乙烷以微气泡的状态与水源充分接触，并进行反应；
依次从所述第一反应器以及第二反应器反应后的反应产物进入脱轻塔脱除轻组分，再进入精馏塔精馏处理后，得到乙二醇；
本发明的智能微界面反应系统还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括中央处理器、PLC控制器、自动监测模块、自动调节模块、自动投料模块、报警模块；所述中央处理器和所述报警模块连接；所述PLC控制器分别与中央处理器、自动监测模块、自动调节模块、自动投料模块、报警模块连接；
所述自动监测模块包括温度模块、压力模块、液位模块；所述温度模块、压力模块、液位模块均与现场安装的温度传感器、压力传感器和液位传感器连接；
本发明的智能微界面反应系统通过智能控制系统，自动监测模块对反应器内部的温度、压力、液位进行实时监测，采集的数据通过PLC控制器反馈至中央处理器，通过中央处理器的运算，将调节参数反馈至PLC控制器，PLC控制器对自动调节模块发出相应的指令以对现场的参数进行调节。
进一步地，所述外置微界面发生器的个数为4个，由上至下依次排列，从而增加气相和液相之间的相界面积，使得传质空间充分满足，增加了气体在液相中的停留时间，提高了反应效率；相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通。
进一步地，所述外置微界面发生器的个数为4个，每2个为一组分成两组，由上至下依次排列设置，所述微界面发生器每一组的2个之间串联，两组之间互相并联，在增加气相和液相之间的相界面积，增加了气体在液相中的停留时间的同时，每一组串联使得气相的破碎率更充分，设置在前的微界面发生器产生的微气泡再进入设置在后的微界面发生器中，微气泡进一步地破碎成更小的微气泡，充分提高传质效果；相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通；
进一步地，所述外置微界面发生器的个数为3个，由上至下依次排列，增加了气相和液相之间的相界面积，使得传质空间更充分，延长气体在液相中的停留时间；相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通；
优选地，液体互逆通道为两组，左右对称设置，在各个微界面发生器之间通过液体的互相流通，更能够提高气相的破碎程度；破碎气相需要的动力，除了来自微界面发生器内部的微孔结构提供以外，液体互逆通道也相应地辅助提供动力；
优选地，两组液体互逆通道的液相流向是相反的，从而在各个微界面发生器之间产生对流，提高破碎的效果。
进一步地，所述水源进料管道连接有水源存储罐以实现为进入到外置微界面发生器内的水源提供水源；所述环氧乙烷进料管道连接有环氧乙烷外接通道以实现为环氧乙烷进入到外置微界面发生器提供环氧乙烷气源。
进一步地，所述脱轻塔的顶部设置有轻组分出口，以用于轻组分的排出，所述脱轻塔的底部设置有重组分出口，所述重组分出口与所述精馏塔的侧壁相通以用于将乙二醇进行进一步的精馏。
进一步地，所述精馏塔的底部设置有原料循环出口，所述水源从所述原料循环出口返回到所述反应器以实现原料的循环利用。
进一步地，所述精馏塔的顶部设置有塔顶冷凝器，从所述塔顶冷凝器冷凝下来的物质一部分返回到所述精馏塔，另外一部分去往乙二醇存储罐。
本发明还提供上述环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统的反应方法，包括如下步骤：
将环氧乙烷与水源混合微界面分散破碎后进行反应，再经过脱轻、精馏得到乙二醇进行收集；
以上步骤中智能控制系统实现温度、压力、液位、物料的自动给料的全自动检测和控制。
进一步地，所述反应的压力为0.8-2.0MPa。
环氧乙烷水解制取乙二醇的工艺条件是：环氧乙烷与NaHCO3的摩尔比为：1:1，反应温度为78-95℃左右；反应时间为2-3h。
由于工业品级环氧乙烷含杂质多，使得率偏低，为提高乙二醇的得率，可在水解时选择适当的催化剂及在分离时，选择适当的阻聚剂，以防自聚生成聚乙二醇。
具体地，该制备方法通过在搅拌釜外侧和第一反应器、第二反应器内部设置与水源进料管道连接的微界面发生器，使得在环氧乙烷与水源进行反应之前，微界面发生器将环氧乙烷破碎成直径为大于等于1μm、小于1mm的微气泡，使得环氧乙烷以微气泡的状态与水源接触，以增大反应过程中环氧乙烷与水源之间的相界传质面积，并进行充分混合再进行反应，从而解决了现有技术中由于环氧乙烷和水源在反应器内部无法得到充分混合，导致反应压力高、液时空速低的问题。
采用本发明的反应方法得到的乙二醇产品品质好、收率高。且该制备方法本身反应温度低、压力大幅度下降，液时空速高，相当于提高了产能。
本领域所属技术人员可以理解的是，本发明所采用的微界面发生器在本发明人在先专利中已有体现，如申请号CN201610641119.6、201610641251.7、CN201710766435.0、CN106187660、CN105903425A、CN109437390A、CN205833127U及CN207581700U的专利。在先专利CN201610641119.6中详细介绍了微米气泡发生器(即微界面发生器)的具体产品结构和工作原理，该申请文件中记载了“微米气泡发生器包括本体和二次破碎件、本体内具有空腔，本体上设有与空腔连通的进口，空腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中空腔的横截面积从空腔的中部向空腔的第一端和第二端减小；二次破碎件设在空腔的第一端和第二端中的至少一个处，二次破碎件的一部分设在空腔内，二次破碎件与空腔两端敞开的通孔之间形成一个环形通道。微米气泡发生器还包括进气管和进液管。”从该申请文件中公开的具体结构可以知晓其具体工作原理为：液体通过进液管切向进入微米气泡发生器内，超高速旋转并切割气体，使气体气泡破碎成微米级别的微气泡，从而提高液相与气相之间的传质面积，而且该专利中的微米气泡发生器属于气动式微界面发生器。微米气泡发生器通过在空腔的第一端和/或第二端处设置二次破碎件，从而利用二次破碎件对空腔内的气泡进行二次破裂，以便生成更多的直径更小的微米气泡；换言之，二次破碎件可以将已经在轴线附近切割破碎的气泡在二次破碎件的锥面上进一步破碎，产生更多更小的气泡。
另外，在先专利201610641251.7中有记载一次气泡破碎器具有循环液进口、循环气进口和气液混合物出口，二次气泡破碎器则是将进料口与气液混合物出口连通，说明气泡破碎器都是需要气液混合进入，另外从后面的附图中可知，一次气泡破碎器主要是利用循环液作为动力，所以其实一次气泡破碎器属于液动式微界面发生器，二次气泡破碎器是将气液混合物同时通入到椭圆形的旋转球中进行旋转，从而在旋转的过程中实现气泡破碎，所以二次气泡破碎器实际上是属于气液联动式微界面发生器。其实，无论是液动式微界面发生器，还是气液联动式微界面发生器，都属于微界面发生器的一种具体形式，然而本发明所采用的微界面发生器并不局限于上述几种形式，在先专利中所记载的气泡破碎器的具体结构只是本发明微界面发生器可采用的其中一种形式而已。
此外，在先专利201710766435.0中记载到“气泡破碎器的原理就是高速射流以达到气体相互碰撞”，并且也阐述了其可以用于微界面强化反应器，验证本身气泡破碎器与微界面发生器之间的关联性；而且在先专利CN106187660中对于气泡破碎器的具体结构也有相关的记载，具体见说明书中第[0031]-[0041]段，以及附图部分，其对气泡破碎器S-2的具体工作原理有详细的阐述，气泡破碎器顶部是液相进口，侧面是气相进口，通过从顶部进来的液相提供卷吸动力，从而达到粉碎成超细气泡的效果，附图中也可见气泡破碎器呈锥形的结构，上部的直径比下部的直径要大，也是为了液相能够更好的提供卷吸动力。
由于在先专利申请的初期，微界面发生器才刚研发出来，所以早期命名为微米气泡发生器(CN201610641119.6)、气泡破碎器(201710766435.0)等，随着不断技术改进，后期更名为微界面发生器，现在本发明中的微界面发生器相当于之前的微米气泡发生器、气泡破碎器等，只是名称不一样。
综上所述，本发明的微界面发生器属于现有技术，虽然有的气泡破碎器属于气动式气泡破碎器类型，有的气泡破碎器属于液动式气泡破碎器类型，还有的属于气液联动式气泡破碎器类型，但是类型之间的差别主要是根据具体工况的不同进行选择，另外关于微界面发生器与反应器、以及其他设备的连接，包括连接结构、连接位置，根据微界面发生器的结构而定，此不作限定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统通过在搅拌器外侧和第一反应器、第二反应器内部设置微界面机组，使得在环氧乙烷与水源进行反应之前将环氧乙烷破碎为微气泡，提高环氧乙烷与水源之间的相界传质面积，从而解决了现有技术中由于环氧乙烷和水源在反应器内部无法得到充分混合，导致反应压力高、液时空速低的问题；
(2)本发明的反应方法操作简便，反应得到的乙二醇纯度高，应用广泛，提高了乙二醇本身的适用面，并且通过智能控制系统实现全自动化控制，提高了工作效率，降低了工人劳动强度，提高了企业的自动化生产和管理水平，值得广泛推广应用。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例1提供的反应系统结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的反应系统结构示意图；
图3为本发明实施例3提供的反应系统结构示意图；
图4为本发明实施例1-3提供的智能控制系统的结构示意图。
附图说明：
11-水源存储罐； 12-环氧乙烷外接通道；
13-反应器； 131-内置微界面发生器；
132-液体互逆通道； 14-脱轻塔；
141-轻组分出口； 142-重组分出口；
15-精馏塔； 151-塔顶冷凝器；
152-原料循环出口； 16-乙二醇存储罐；
17-第一输送泵； 18-第二输送泵；
19-外置微界面发生器； 20-搅拌釜；
21-第二反应器； 22-智能控制系统。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。
实施例1
参阅图1所示，为本发明实施例的环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统，其主要包括搅拌釜20以及第一反应器13、第二反应器21，搅拌釜20的侧面设置有外置的微界面机组，微界面机组由若干个外置微界面发生器19构成，外置微界面发生器19由上至下依次设置，相邻外置微界面发生器19之间的底面与顶面之间连接有用于固定的连接杆，外置微界面发生器19的个数优选为4个。
通入外置的微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源进料管道的两个分支管道，水源进料管道通过第一输送泵17连接外置微界面发生器；环氧乙烷、水源进入到微界面发生器内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；
环氧乙烷进料管道连接有环氧乙烷外接通道12以实现为环氧乙烷进入到外置微界面机组19提供原料来源，水源进料管道连接有水源存储罐11以实现为进入到外置微界面机组19内的水源提供原料来源；
50kg的NaHCO3剂料预先填入搅拌釜20内部，输送到第一反应器13、第二反应器21内部，启动系统，第一反应器13、第二反应器21的温度设置为78℃，压力设置为0.8MPa；
外置微界面发生器将环氧乙烷打碎成微米级尺度的微气泡，使得环氧乙烷以微气泡的状态与水源充分接触，并输送至搅拌釜20，搅拌釜20内预先装填的NaHCO3剂料，与水源和环氧乙烷微气泡搅拌，从搅拌釜20进行完搅拌后的反应料液当液面到釜顶后从溢流管经过管线从反应料液进口进入到第一反应器13内，在第一反应器13内进一步的进行反应，第一反应器13内的内置微界面发生器131侧面设置有环氧乙烷进料口，为了使得内置微界面发生器131更加稳定，特在内置微界面发生器131的两侧设置有支架，固定在反应器的内部；
第一反应器13与第二反应器21之间设置有连接通道以用于在所述第二反应器21内继续进行反应，第二反应器21内的内置微界面发生器侧面设置有环氧乙烷进料口，为了使得内置微界面发生器更加稳定，特在内置微界面发生器的两侧设置有支架，固定在第二反应器的内部。
反应生成乙二醇，同时，也生成甲醇、乙醛等副产物。
将反应完的反应产物输送至脱轻塔14脱除轻组分，对轻组分与重组分进行分离处理，甲醇、乙醛等轻组分从塔顶的轻组分出口141馏出，水源和乙二醇等重组分留在塔底，并将重组分从重组分出口142出去输送至精馏塔15，水源留在精馏塔15的塔底，从设置在精馏塔15底部的原料循环出口152出去，通过第二输送泵18输送回反应器13中以实现重新的循环利用，乙二醇从精馏塔15的塔顶馏出，一部分经过塔顶冷凝器151回流，另一部分则直接采出去往乙二醇存储罐16进行存储。
在上述实施例中，微界面发生器通过将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气泡，使气泡破碎成直径为大于等于1μm、小于1mm的微米级别的微气泡，根据能量输入方式或气液比分为气动式微界面发生器、液动式微界面发生器和气液联动式微界面发生器，其中气动式微界面发生器采用气体驱动，输入气量远大于液体量；液动式微界面发生器采用液体驱动，输入气量一般小于液体量；气液联动式微界面发生器采用气液同时驱动，输入气量接近于液体量。微界面发生器131选用气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器中的一种或几种。
为了增加分散、传质效果，也可以多增设额外的微界面发生器，安装位置其实也是不限的，可以外置也可以内置，内置时还可以采用安装在反应器内的侧壁上相对设置，以实现从微界面发生器的出口出来的微气泡发生对冲。
在上述实施例中，泵体的个数并没有具体要求，可根据需要在相应的位置设置。
以上步骤中智能控制系统22实现温度、压力、液位、物料的自动给料的全自动检测和控制。
最后检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为98％。
实施例2
参阅图2所示，本实施例与实施例1仅在外置微界面发生器19的设置数量、系统设置的温度、压力设置不同，本实施例的微界面发生器的设置数量为4个，每2个为一组分成两组，两组由上至下依次排列设置，所述微界面发生器131每一组的2个之间串联，两组之间互相并联，系统温度设置为95℃，压力设置为2.0MPa。检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为97.5％。
实施例3
参阅图3所示，本实施例与实施例1仅在外置微界面发生器19的设置数量、系统设置的温度、压力设置不同，本实施例的微界面发生器的设置数量为3个且由上至下依次排列设置，所述微界面发生器之间互相并联，系统温度设置为86℃，压力设置为1.4MPa。检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为96.5％。
比较例1
具体操作步骤与实施例1一致，只不过不设置微界面发生器131，直接将环氧乙烷和水源同时通入反应器1中进行反应。检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为89％。
比较例2
具体操作步骤与实施例2一致，只不过不设置微界面发生器131，直接将环氧乙烷和水源同时通入反应器1中进行反应。检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为87％。
比较例3
具体操作步骤与实施例3一致，只不过不设置微界面发生器131，直接将环氧乙烷和水源同时通入反应器1中进行反应。检测乙二醇产量，计算环氧乙烷转化率为84％。
显然，将上述实施例1-3和比较例1-3进行比较可以得出，实施例中搅拌釜外侧和第一反应器13、第二反应器21内部应用微界面发生器增大了反应过程中环氧乙烷与水源之间的相界传质面积，使得环氧乙烷以微气泡的状态与水源充分接触后进行反应，使得产物乙二醇的产率明显高于对比例。
总之，本发明的反应系统通过在搅拌釜外侧和第一反应器、第二反应器内部设置了微界面发生器后，一方面可以将物料分散破碎成微气泡，从而增加气相和液相之间的相界面积，使得传质空间充分满足，增加了气体在液相中的停留时间，降低了能耗，提高了反应效率；另一方面，同时降低了反应器内部的操作温度以及压力，提高了整个反应系统的安全性和稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统，其特征在于，包括：第一反应器、第二反应器，搅拌釜，所述搅拌釜内装填有NaHCO3剂料；
所述搅拌釜的外侧设置有微界面机组，所述微界面机组由多个外置微界面发生器排列形成；通入所述微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源管道的两个分支管道，环氧乙烷从所述气源输送管道通入到所述微界面机组中，水源进入到微界面机组内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；
所述第一反应器的底部设置有第一反应料液进口，所述第一反应料液进口与所述搅拌釜通过溢流管相通，所述第一反应器内设置有内置微界面发生器，所述第二反应器的底部设置有第二反应料液进口，所述第二反应料液进口与所述搅拌釜通过溢流管相通，所述第二反应器内同样设置有内置微界面发生器，所述第一反应器与所述第二反应器之间设置有连接通道以用于在所述第二反应器内继续进行羧化反应；
所述内置微界面发生器上设置有环氧乙烷进料口，以用于在所述反应料液为介质的情况下将环氧乙烷分散破碎成微气泡；
依次从所述第一反应器以及第二反应器反应后的反应产物进入脱轻塔脱除轻组分，再进入精馏塔精馏处理后，得到乙二醇；
还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括中央处理器、PLC控制器、自动监测模块、自动调节模块、自动投料模块、报警模块；所述中央处理器和所述报警模块连接；所述PLC控制器分别与中央处理器、自动监测模块、自动调节模块、自动投料模块、报警模块连接；
所述自动监测模块包括温度模块、压力模块、液位模块；所述温度模块、压力模块、液位模块均与现场安装的温度传感器、压力传感器和液位传感器连接。
2.根据权利要求1所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述外置微界面发生器的个数为4个，由上至下依次排列，相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通。
3.根据权利要求1所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述外置微界面发生器的个数为4个，每2个为一组分成两组，由上至下依次排列设置，所述微界面发生器每一组的2个之间串联，两组之间互相并联，相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通。
4.根据权利要求1所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述外置微界面发生器的个数为3个，由上至下依次排列，相邻所述微界面发生器之间设置有液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通。
5.根据权利要求1所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述水源进料管道连接有水源存储罐以实现为进入到外置微界面发生器内的水源提供水源；所述环氧乙烷进料管道连接有环氧乙烷外接通道以实现为环氧乙烷进入到外置微界面发生器提供环氧乙烷气源。
6.根据权利要求1-5任一项所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述脱轻塔的顶部设置有轻组分出口，以用于轻组分的排出，所述脱轻塔的底部设置有重组分出口，所述重组分出口与所述精馏塔的侧壁相通以用于将乙二醇进行进一步的精馏。
7.根据权利要求1-5任一项所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述精馏塔的底部设置有原料循环出口，所述水源从所述原料循环出口返回到所述反应器以实现原料的循环利用。
8.根据权利要求1-5任一项所述的智能微界面反应系统，其特征在于，所述精馏塔的顶部设置有塔顶冷凝器，从所述塔顶冷凝器冷凝下来的物质一部分返回到所述精馏塔，另外一部分去往乙二醇存储罐。
9.采用权利要求1-8任一项所述的环氧乙烷法制备乙二醇的智能微界面反应系统的反应方法，其特征在于，包括如下步骤：
将环氧乙烷与水源混合微界面分散破碎后进行反应，再经过脱轻、精馏得到乙二醇进行收集；
以上步骤中智能控制系统实现温度、压力、液位、物料的自动给料的全自动检测和控制。
10.根据权利要求9所述的智能微界面反应系统的反应方法，其特征在于，所述反应的温度78-95℃，所述反应的压力为0.8-2.0MPa。
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