CN1155588C - 氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法 - Google Patents

氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的是化工领域氯醇法环氧丙烷的生产设备及生产方法。技术特征是，用二套管式反应器进行原料的预合成，供给一套塔式反应器，再经二套皂化反应器与三套精馏器而成为成品。在管式反应器反应区段中分别安装加速反应器，以提高反应及合成速度。加速反应器的构造是在管腔内安装一至若干个紊流板，两端设输料口。在管式反应器内安装的各区段加速反应器内匹配相应的温度、压力及流量技术条件。本发明设备与方法可比现有设备及技术方法提高产量一倍以上，原料及单耗有明显下降，有害排放物明显减少。

Description

氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法
一、技术领域
本发明涉及的是化工产品生产设备及生产方法，具体地说是氯醇法环氧丙烷生产设备及生产方法。
二、背景技术
环氧丙烷是广泛用于有机溶剂及泡沫塑料生产中的重要化工原料，有丙烯氧化法和氯丙醇法，其中氯丙醇法应用较为普遍，其生产设备的生产主要来自于美国和日本。我国所用的设备大多为日本引进的氯丙醇法生产环氧丙烷的设备。设备主要构成及生产方法为：通过管式反应器将水与氯气作用形成次氯酸，再与丙烯作用形成次氯酸和丙烯混合物，供塔式反应器，在塔式反应器中再通入氯气和丙烯，经过反应形成氯丙醇混合液。然后与石灰乳混合进入皂化塔，以蒸汽加热进行皂化反应，分离环氧丙烷，而后经脱水，再经二次精馏而成为成品环氧丙烷。
日本引进的氯丙醇法1，2环氧丙烷生产设备，生产能力为2万吨/年。主要技术参数如下：
氯气总通量：1100NM3/H
丙烯总通量：1150NM3/H
氯丙醇总通量：120M3/H
石灰乳总通量：24M3/H
粗环氧丙烷总通量：3.47M3/H
三、发明内容
本发明针对引进设备及生产方法的不足，而提出一种原设备改造及相应技术参数调整的新方法及新装置。
具体内容如下：
1、在环氧丙烷合成设备及流程中安装一至若干个加速反应器；
2、调整温度、压力、流速、流量等相关技术参数；
3、采用二套管式反应器供一套塔式反应器；
4、采用二套皂化反应器进行环氧丙烷分离；
5、采用三套精馏塔精馏成为成品环氧丙烷。
对原设备经过如下改造、试验，将原2万吨/年的生产能力提高到4.5万吨/年，提高产量1倍多。等于增加了一套新设备，而所需的设备改造费用还不足原装置的十分之一。
1、产量增加一倍主要原料增减情况如下：
           项目   对照增减值   增加倍数
氯气总通量：2250NM3/H     +1150     1.02
丙烯总通量：2300NM3/H     +1150     1.00
氯丙醇总通量：220M3/H     +100     0.91
石灰乳总通量：40M3/H     +16     0.80
粗环氧丙烷总通量：7.0M3/H     +3.53     0.96
注：以原始产量原料产量作对照值
2、单位原料及能耗情况如下：
   项目(改造前)     项目(改造后)     增减值
  丙烯     910Kg/吨PO     830Kg/吨PO      -80
  氯气     1400Kg/吨PO     1350Kg/吨PO      -50
  水     45000Kg/吨PO     40000Kg/吨PO      -5000
  电     350KW/吨PO     330KW/吨PO      -20
  蒸汽     3800Kg/吨PO     3390Kg/吨PO      -410
3、二氯丙烷废液降低，有利于减轻后处理负担，起到保护环境的作用。
改进前，氯丙醇纯度4.90％(wt)，溶液中二氯丙烷浓度0.3％(wt)，改进后，氯丙醇浓度提高5.90％(wt)，而体系中二氯丙烷含量在0.2％(wt)以下。
四、附图说明
图1为本发明设备构成图
图2为本发明管式反应器结构图
图3为本发明加速反应器结构图
图4为本发明加速反应器纵剖图
图1中，1和2为管式反应器，反应后的物料送入塔式反应器3内，经过反应后的混合料送入皂化塔4和5，经分离后的环氧丙烷粗品送入精馏塔6、7和8中进行蒸馏后获得成品环氧丙烷。
图2中，1a为水泵，与氯、水混合器相连通。1c为次氯酸、丙烯混合器，1d为水、氯丙醇混合器。3为塔式反应器。在氯、水混合器与次氯酸、丙烯混合器和水、氯丙醇混合器与塔式反应器之间分别安装有加速反应器1e。
图3中，1e为加速反应器，设有反应器管腔壁1e1，两端分别设有连接法兰1e2，反应器内两端分别设有输料口1e3，在反应器内安装有若干片相交组合而成的波形紊流板1e4，在紊流板间设有支撑板1e5。
图4中，1e1为管腔壁，与连接法兰1e2相连接，在管腔壁内安装紊流板1e4和支撑板1e5，一对紊流板对应安装在支撑板上，以中心辐射状安装多个紊流板。
五、具体实施方式
根据图1所示的设备布局建造与安装环氧丙烷生产系统。由两套管式反应器1和2配套一套塔式反应器3，塔式反应器3又与两套皂化反应器4和5连接，皂化反应器4和5又与精馏器6、7和8相连接。
在管式反应器1和2的氯、水混合器1b与次氯酸、丙烯混合器1c之间和次氯醇、丙烯混合器1c与水、氯丙醇混合器1d及其与塔式反应器3之间分别安装有加速反应器1e。
加速反应器1e的管壁1e1由耐腐蚀金属制造，在两端设连接法兰1e2，在反应器内安装有1至若干个波形紊流板1e4，板间设支撑板1e5，在反应器内腔两端分别设有输料口1e3。
具体生产方法如下：
1、在管式反应器1中，将水与氯气分别通入水、氯混合器中，混合进入加速反应器1e中，进行强化反应而形成次氯酸。次氯酸水溶液再通过次氯酸、丙烯混合器1c与丙烯进行混合，然后到达另一个加速反应器1e中加速反应，反应物为氯丙醇水溶液，再与水在氯丙醇、水混合器1d中作用后，通过再一个加速反应器1e进行加速反应而后到达塔式反应器3。
各反应区段的技术参数如下：
水、氯混合器及加速反应器：
温度42-48℃；压力230-270KPa；流量80-120M3/H
次氯醇、丙烯混合器及加速反应器：
温度47-53℃；压力120-160KPa；流量80-120M3/H
水、氯丙醇混合器及加速反应器：
温度50-56℃；压力180-220KPa；流量80-120M3/H
经过塔式反应器3的合成作用，原料经过化学反应形成高含量氯丙醇，再经过与石灰乳作用得到环氧丙烷混合物，通过皂化塔进行分离而成为粗环氧丙烷，而后经精馏成为成品环氧丙烷。
采用本发明设备及生产方法所获得的环氧丙烷技术指标如下：
外观：无色透明，无机械杂质
色度：(APHA)10
水份：0.015％
酸值：(以乙酸计)0.003％(wt)
总醛：(以丙醛计)0.01％(wt)
无机氯化物：(以氯离子计)0.005％(wt)
其中，水份含量降低了0.01％，酸值降低0.002％。产品综合指标达到国标优级品标准。
本发明环氧丙烷生产设备及生产方法，关键技术内容是在塔式反应器各区段中安装和使用了加速反应器。由于在加速反应器中，安装了若干片紊流板，使物料在一定温度、压力和流量的条件下，使物料化合反应充分，增加了得率，缩短了化合反应时间。从而，使得设备生产能力大幅度提高，产品品质得到改善，有害物有所降低。

Claims (2)

1、氯醇法环氧丙烷生产设备，包含管式反应器、塔式反应器(3)、皂化反应器(4)、(5)和精馏器(6)、(7)、(8)；皂化反应器(4)和(5)与精馏器(6)、(7)和(8)相连接，其特征在于：是由二套管式反应器(1)和(2)与一套塔式反应器(3)配套安装，塔式反应器(3)又与两套皂化反应器(4)和(5)连接；在管式反应器(1)或(2)的水、氯混合器(1b)与次氯酸、丙烯混合器(1c)之间及次氯酸、丙烯混合器(1c)与水、氯丙醇混合器(1d)之间和水、氯丙醇混合器(1d)与塔式反应器(3)之间分别安装有加速反应器(1e)，加速反应器(1e)是由反应器管腔壁(1e1)两端设连接法兰(1e2)，管腔内安装1至若干片紊流板(1e4)，紊流板间用支撑板(1e5)支撑并定位，在管腔两端设输料口(1e3)。
2、氯醇法生产环氧丙烷的方法，其特征是：在管式反应器(1)中，将水与氯气分别通入水、氯混合器中，混合进入加速反应器(1e)中，进行强化反应而形成次氯酸，次氯酸水溶液再通过次氯酸、丙烯混合器(1c)与丙烯进行混合，然后到达另一个加速反应器(1e)中加速反应，反应物为氯丙醇水溶液，再与水在氯丙醇、水混合器(1d)中作用后，通过再一个加速反应器(1e)进行加速反应而后到达塔式反应器(3)；在水、氯混合器至次氯酸、丙烯混合器段，温度42-48℃；压力230-270KPa；流量80-120M3/H，在次氯酸、丙烯混合器段至水氯丙醇混合器段，温度47-53℃；压力120-160KPa；流量80-120M3/H，在水、氯丙醇混合器至塔式反应器段温度50-56℃；压力180-220KPa；流量80-120M3/H；经过塔式反应器合成的物料再经二套皂化器(4)和(5)皂化分离，而后经三套精馏塔(6)、(7)、(8)精馏，即制备成环氧丙烷。
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