专利名称：氯醇化反应控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工生产领域，尤其是一种环氧丙烷生产控制系统。
背景技术：
丙烯和氯气是生产环氧丙烷的主要原料，进行氯醇化反应时，水、丙烯和氯气进入 反应器进行化学反应，生成氯丙醇，这是主反应过程。同时还会发生丙烯和氯气直接发生化 学反应的副反应过程，副反应生成物是二氯丙烷。因为二氯丙烷能够溶解丙烯，降低主反应 中丙烯量，并且副反应也消耗大量丙烯和氯气。所以，氯气在反应前，首先要经过氯气预溶 器，气态氯溶于工艺水中，在水中充分溶解，生成次氯酸，溶解了大量氯气的“氯水”送入氯 醇反应器，与丙烯发生反应，避免氯气与丙烯直接接触生成二氯丙烷。为了保证溶氯效果，一般要求氯气稍微过量，但氯气量大了以后，会加大副反应物 的生成量；同样，进入氯醇化反应器的气化丙烯量少，会降低反应速度；丙烯量增多，会加 剧副反应。为了尽量减少副反应及其产物，丙烯、氯气的配比是氯醇化反应中最为重要的工 艺参数，直接决定着中间产物氯丙醇的产出率。
实用新型内容本实用新型的主要目的就是提供一种能够有效减少副反应，提高氯丙醇的产出率 的氯醇化反应控制系统。本实用新型提供的一种氯醇化反应控制系统，包括包括丙烯蒸发器、氯气预溶器、氯醇反应器、丙烯回收塔和氯丙醇分离器，所述氯 醇反应器的物料输入端分别与所述丙烯蒸发器的物料输出端、所述氯气预溶器的物料输出 端和所述丙烯回收塔的物料输出端相连通，所述氯醇反应器的物料输出端与所述氯丙醇分 离器的物料输入端相连通，在所述丙烯蒸发器和所述氯醇反应器之间，所述氯气预溶器的 物料输入端设置一氯气一丙烯比值调节系统，所述的氯气一丙烯比值调节系统设置有两个 进气端口和两个出气端口，其中，第一进气端口与所述丙烯蒸发器的物料输出端和所述丙 烯回收塔的物料输出端相连通，第二进气端口外接氯气，第一出气端口与所述氯醇反应器 的物料输入端连接，第二出气端口与所述氯气预溶器的物料输入端连接。进一步地，所述氯气一丙烯比值调节系统包括在线分析仪，比值调节器，氯气控 制回路和丙烯混合气体控制回路；其中，所述在线分析仪用于分析丙烯混合气体的组分及含量；所述比值调节器用于根据所述在线分析仪的组分及含量调节所述丙烯混合气体 与氯气的摩尔比维持在1.6 1.7，并根据氯气控制回路输送的流量调节所述丙烯混合气 体控制回路输送丙烯混合气体的流量；所述氯气控制回路包括依次连接的氯气流量调节器、氯气调节阀、氯气流量变送 器；所述丙烯混合气控制回路包括依次连接的丙烯混合气流量调节器、丙烯调节阀、丙烯流量变送器；所述氯气控制回路和所述丙烯混合气控制回路经所述比值调节器连接。进一步地，所述在线分析仪设为在线工艺气相色谱分析仪。进一步地，所述氯气流量调节器设为PI调节器，所述氯气调节阀设为气动隔膜 阀，所述氯气流量变送器设为差压式漩涡流量变送器。进一步地，丙烯混合气流量调节器设为PI调节器，丙烯调节阀气动薄膜柱塞型单 座调节阀，所述丙烯流量变送器设为漩涡流量变送器。本实用新型提供的所述氯醇化反应控制系统，通过在氯醇化反应中设置一氯气一 丙烯比值调节系统，使得丙烯混合气体的平均摩尔与氯气平均摩尔的之比保持在1. 6-1. 7， 有效的减少了副反应的发生，提高了氯醇化反应物氯丙醇的产出率。
图1为本实用新型氯醇化反应控制系统的氯醇化反应流程图；图2为本实用新型氯醇化反应控制系统的氯气一丙烯比值调节系统示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式
做详细描述。如图1所示该氯醇化反应控制系统，包括丙烯蒸发器、氯气预溶器、氯醇反应器、 丙烯回收塔和氯丙醇分离器，该氯醇反应器的物料输入端分别与该丙烯蒸发器的物料输出 端、该氯气预溶器的物料输出端和该丙烯回收塔的物料输出端相连通，该氯醇反应器的物 料输出端与该氯丙醇分离器的物料输入端相连通，在该丙烯蒸发器和该氯醇反应器之间， 该氯气预溶器的物料输入端设置一氯气一丙烯比值调节系统，该的氯气一丙烯比值调节系 统设置有两个进气端口和两个出气端口，其中，第一进气端口与该丙烯蒸发器的物料输出 端和该丙烯回收塔的物料输出端相连通，第二进气端口外接氯气，第一出气端口与该氯醇 反应器的物料输入端连接，第二出气端口与该氯气预溶器的物料输入端连接。在控制过程 中，该氯气一丙烯比值调节系统是通过调节氯气和丙烯混合气(纯丙烯气体及回收的反应 尾气)的流量，来控制氯气和丙烯的配比。丙烯从丙烯球罐管道输送到丙烯蒸发器，汽化后通过调节气体压力，与回收丙烯 混合形成丙烯混合气，该丙烯混合气和外接氯气经该氯气一丙烯比值调节系统，根据氯气 的流量调节丙烯混合气的流量，使得丙烯混合气与氯气的摩尔比保持在1. 6-1. 7。经该氯 气一丙烯比值调节系统输出的氯气进入该氯气预溶器溶解后进入该氯醇化反应器，同时输 出的该丙烯混合气进入该氯醇化反应器，并发生氯醇化反应，反应式为CL2+H20 — HCLO (次氯酸)+HCLCH3CHCH2+HCL0 (次氯酸)一CH3CH0HCH2CL ( β _ 氯丙醇)+CH3CHCLCH20H ( α _ 氯丙 醇)反应生成的氯丙醇水溶液进入氯丙醇分离器进行气液分离，氯丙醇溶液从氯丙醇 分离器底部进入氯丙醇缓冲罐，供皂化工序使用。另外，氯醇反应器的反应尾气进入第一碱 洗塔，洗去酸雾，然后将气体冷却。冷却下来的气体大部分进入丙烯回收塔，回收的丙烯与 新鲜丙烯再次混合。冷却下来的液体和丙烯回收塔回收丙烯以后的气体进入碱液循环罐。经丙烯回收塔回收丙烯以后的气体，主要是不发生反应的丙烷、氧气、氮气等惰性气体，还 有少量过量的丙烯，从第二碱洗塔的底部进入，碱洗酸雾和可能带出的氯气后，经冷却、气 液分离，排空。如图2所示该氯醇化反应控制系统，该的氯气一丙烯比值调节系统包括在线分 析仪，比值调节器，氯气控制回路和丙烯混合气控制回路；其中， 该在线分析仪用于分析丙烯混合气体的组分及含量；可选用日本横河公司出产的 GC8型工艺气相色谱仪，对丙烯混合气体组份进行在线分析。丙烯混合气经GC8型工艺气相 色谱仪分析出丙烯混合气组分数据(丙烯、丙烷、氢气、氧气及其他气体)并计算出丙烯混 合气体的平均分子量。该比值调节器用于根据该在线分析仪的组分及含量调节该丙烯混合气与氯气的 摩尔质量比维持在1 1.7，并控制氯气控制回路输送的流量与该丙烯混合气控制回路输 送丙烯混合气的流量比为1. 6 1. 7 ；该氯气控制回路包括依次连接的氯气流量调节器、调节阀、氯气流量变送器；该氯 气调节器选用PI调节规律，氯气流量变送器选用差压式漩涡流量变送器，氯气调节阀选用 气动隔膜阀。较佳的，对于外界对氯气流量对象的干扰，还可以进一步用温度压力补偿器对 其进行温度和压力补偿。该丙烯混合气控制回路包括依次连接的丙烯混合气流量调节器、丙烯调节阀、丙 烯流量变送器；该丙烯混合气流量调节器选用PI调节规律，该丙烯流量变送器选用漩涡流 量变送器、该丙烯调节阀气动薄膜柱塞型单座调节阀。对于外界对丙烯混合气流量对象的 干扰可以用Ptioo热电阻变送器和电容式压力变送器对其进行温度和压力补偿。该氯气控制回路和该丙烯混合气控制回路经该比值调节器连接。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替 换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求 所界定的保护范围为准。
权利要求一种氯醇化反应控制系统，包括丙烯蒸发器、氯气预溶器、氯醇反应器、丙烯回收塔和氯丙醇分离器，所述氯醇反应器的物料输入端分别与所述丙烯蒸发器的物料输出端、所述氯气预溶器的物料输出端和所述丙烯回收塔的物料输出端相连通，所述氯醇反应器的物料输出端与所述氯丙醇分离器的物料输入端相连通，其特征在于，在所述丙烯蒸发器和所述氯醇反应器之间，所述氯气预溶器的物料输入端设置一氯气—丙烯比值调节系统，所述的氯气—丙烯比值调节系统设置有两个进气端口和两个出气端口，其中，第一进气端口与所述丙烯蒸发器的物料输出端和所述丙烯回收塔的物料输出端相连通，第二进气端口外接氯气，第一出气端口与所述氯醇反应器的物料输入端连接，第二出气端口与所述氯气预溶器的物料输入端连接。
2.根据权利要求1所述氯醇化反应控制系统，其特征在于，所述氯气一丙烯比值调节 系统包括在线分析仪，比值调节器，氯气控制回路和丙烯混合气体控制回路；其中，所述在线分析仪用于分析丙烯混合气体的组分及含量；所述比值调节器用于根据所述在线分析仪的组分及含量调节所述丙烯混合气与氯气 的摩尔质量比维持在1 1.7，并控制氯气控制回路输送的流量与所述丙烯混合气控制回 路输送丙烯混合气的流量比为1. 6 1. 7 ；所述氯气控制回路包括依次连接的氯气流量调节器、氯气调节阀、氯气流量变送器；所述丙烯混合气控制回路包括依次连接的丙烯混合气流量调节器、丙烯调节阀、丙烯 流量变送器；所述氯气控制回路和所述丙烯混合气控制回路经所述比值调节器连接。
3.根据权利要求1所述氯醇化反应控制系统，其特征在于，所述在线分析仪设为在线 工艺气相色谱分析仪。
4.根据权利要求1所述氯醇化反应控制系统，其特征在于，所述氯气流量调节器设为 PI调节器，所述氯气调节阀设为气动隔膜阀，所述氯气流量变送器设为差压式漩涡流量变 送器。
5.根据权利要求1所述氯醇化反应控制系统，其特征在于，丙烯混合气流量调节器设 为PI调节器，丙烯调节阀气动薄膜柱塞型单座调节阀，所述丙烯流量变送器设为漩涡流量 变送器。
专利摘要本实用新型公开一种氯醇化反应控制系统，主要是为了减少副反应的发生，提高氯醇化反应物氯丙醇的产出率而设计。包括丙烯蒸发器、氯气预溶器、氯醇反应器、丙烯回收塔和氯丙醇分离器，所述氯醇反应器的物料输入端分别与所述丙烯蒸发器的物料输出端、所述氯气预溶器的物料输出端和所述丙烯回收塔的物料输出端相连通，所述氯醇反应器的物料输出端与所述氯丙醇分离器的物料输入端相连通，在所述丙烯蒸发器和所述氯醇反应器之间，所述氯气预溶器的物料输入端设置一氯气—丙烯比值调节系统。本实用新型根据反应氯气的流量调节丙烯混合气的流量，使得丙烯混合气与氯气的摩尔比保持在1.6～1.7，提高氯丙醇的产出率，减少副反应的发生。
文档编号C07C29/66GK201762268SQ20102022877
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者李红艳 申请人:淄博职业学院