丙烯环氧化微型管式反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种丙烯环氧化微型管式反应装置。
【背景技术】
[0002] 目前国外实现工业化环氧丙烷生产技术主要有：氯醇法，乙苯共氧化法（P0/SM 法），异丁烷共氧化法（ΡΟ/TAB法），异丙苯氧化法（CHP法），双氧水直接氧化法（ΗΡΡ0法）。 其中双氧水直接氧化法被业界认为是最具潜质、最绿色环保的环氧丙烷生产技术。
[0003] 双氧水直接氧化法是由双氧水经催化环氧化反应，由丙烯制取环氧丙烷的新工艺 技术，目前该工艺由于催化剂的不同有分为两种，我们称之为钛硅分子筛TS-I法和反应控 制相转移催化法。
【发明内容】
[0004] 本实用新型旨在提出一种反应控制相转移催化法的丙烯环氧化微型管式反应装 置。
[0005] 本实用新型的技术方案在于：
[0006] 丙烯环氧化微型管式反应装置，由依次连接的均相有机体系反应装置以及环氧丙 烷制备支路组成，环氧丙烷制备支路连接有减压装置；所述的环氧丙烷制备支路包括依次 相连的原料罐、预混合器、微型管式反应器以及储罐，均相有机体系反应装置连接预混合 器，减压装置连接微型管式反应器。
[0007] 所述微型管式反应器为一根中空的不锈钢管，长度为5.5-6.5m，直径为 Φ2. 8-3. 2m，内部为缠绕成螺旋状的不锈钢螺纹丝，两者固定连接。
[0008] 所述的微型管式反应器还连接有一备用罐。
[0009] 所述的原料罐与预混合器之间设有一平流泵。
[0010] 所述的均相有机体系反应装置与预混合器之间通过双柱塞泵连接。
[0011] 所述均相有机体系反应装置为配有温度计、分水器和冷凝管的双颈烧瓶。
[0012] 所述减压装置为氮气减压装置。
[0013] 本实用新型的技术效果在于：
[0014] 本实用新型为烯烃环氧化提供了一套可靠的装置。其结构简单，易于操作；另外微 型管式反应器内部设有与外部管道连接的螺旋状螺纹丝，反应液经过两者夹套进行反应， 易形成端流状态，能够提尚反应速度。
【附图说明】
[0015] 图1位本实用新型的结构示意图。
[0016] 图2为产物气相色谱分析图。
【具体实施方式】
[0017] 丙烯环氧化微型管式反应装置，由依次连接的均相有机体系反应装置以及环氧丙 烷制备支路组成，环氧丙烷制备支路连接有减压装置；所述的环氧丙烷制备支路包括依次 相连的原料罐、预混合器、微型管式反应器以及储罐，均相有机体系反应装置连接预混合 器，减压装置连接微型管式反应器。
[0018] 微型管式反应器其外部为一长度6m的Φ3_不锈钢管，所述微型管式反应器外部 为一长度6m的Φ3πι的中空不锈钢管，内部为缠绕成螺旋状的一根不锈钢螺纹丝，螺纹丝直 径1.6_，其螺旋直径小于锈钢管的中空直径，螺纹丝与不锈钢管固定连接。所述的微型管 式反应器还连接有一备用罐。所述的原料罐与预混合器之间设有一平流泵。所述的均相有 机体系反应装置与预混合器之间通过双柱塞泵连接。所述均相有机体系反应装置为配有温 度计、分水器和冷凝管的双颈烧瓶。所述减压装置为氮气减压装置。
[0019] 有机体系的制备：将质量比为1:5~1:20的双氧水(质量分数为30~50%)与有机 溶剂混合，加入催化剂并搅拌；本实用新型所用的有机溶剂为甲苯、或甲苯与二氯乙烷、乙 酸乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯中一种的混合溶液；催化剂为磷钨杂多酸季胺盐，加量为 0. 3~1% ;通过减压磁力搅拌，减压为-0. 09~-0. 095MPa ;搅拌时间为1~2h ;搅拌速度 300rpm，共沸分水，为了防止双氧水分解，加热温度为30~50°C ;分水器将下层水分出，直 至无水滴出时，结束操作；之后冷凝；冷凝温度为-15~0°C ;上层溶剂返回溶剂体系；
[0020] 环氧丙烷的制备：将上述经过冷凝的均相载氧体系加入至预混合器中，然后将液 相丙烯采用高位进料加至原料罐中，加入的丙烯与双氧水的摩尔比为3~5,开启原料泵，将 其加入至预混合器与均相载氧体系混合，再进入微型管式反应器，反应温度为50~80°C，反 应压力3. 8~4. 6MPa，流速l~3L/min。其中丙烯选用高纯丙烯，纯度99. 999%。本实验过程 中选用氮气减压，所用氮气纯度大于99. 99%。
[0021] 实施例：1:
[0022] 有机体系的制备：在配有温度计、分水器和冷凝管的500mL双颈烧瓶中，加入 3. Og催化剂，44. 05g、50%双氧水、210. 64g有机溶剂（V甲苯:V磷酸三丁聖=2 :5)，进行搅拌，转 速300rpm，减压-0. 09~-0. 095MPa下进行加热蒸水，加热范围为30~50°C，冷凝温度 为-15°C，I. 5h结束，催化剂完全溶解，制得均相载氧体系；经计算分水率为98. 83%，失重 0. 35g〇
[0023] 环氧丙烷的制备：将上述均相载氧体系经双柱塞泵计量称重160g加入至预混合 器中，然后将原料罐中的液相丙烯烃平流泵计量称重40. 8g，将其加入至预混合器与均相载 氧体系混合，充分混合5min后再进入微型管式反应器，反应温度为60°C，压力4. 2MPa，控制 流速3L/min，流出后取样分析，再经循环后用气相色谱分析环氧丙烷（PO)产率，并采用碘 量法分析H 2O2的转化率，进而计算PO的选择性，本实用新型过程中用氮气对系统进行减压， 结果见表1 :
[0024]
【主权项】
1. 丙烯环氧化微型管式反应装置，由依次连接的均相有机体系反应装置以及环氧丙烷 制备支路组成，环氧丙烷制备支路连接有减压装置；其特征在于：所述的环氧丙烷制备支 路包括依次相连的原料罐、预混合器、微型管式反应器以及储罐，均相有机体系反应装置连 接预混合器，减压装置连接微型管式反应器。
2. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：微型管式反应器为一根 中空的不锈钢管，长度为5. 5-6. 5m，直径为? 2. 8-3. 2m，内部为缠绕成螺旋状的不锈钢螺 纹丝，两者固定连接。
3. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：所述的微型管式反应器 还连接有一备用罐。
4. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：所述的原料罐与预混合 器之间设有一平流泵。
5. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：所述的均相有机体系反 应装置与预混合器之间通过双柱塞泵连接。
6. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：所述均相有机体系反应 装置为配有温度计、分水器和冷凝管的双颈烧瓶。
7. 如权利要求1丙烯环氧化微型管式反应装置，其特征在于：所述减压装置为氮气减 压装置。
【专利摘要】本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种丙烯环氧化微型管式反应装置。丙烯环氧化微型管式反应装置，由依次连接的均相有机体系反应装置以及环氧丙烷制备支路组成，环氧丙烷制备支路连接有减压装置；所述的环氧丙烷制备支路包括依次相连的原料罐、预混合器、微型管式反应器以及储罐，均相有机体系反应装置连接预混合器，减压装置连接微型管式反应器。本实用新型为烯烃环氧化提供了一套可靠的装置。其结构简单，易于操作；另外微型管式反应器内部设有与外部管道连接的螺旋状螺纹丝，反应液经过两者夹套进行反应，易形成湍流状态，能够提高反应速度。
【IPC分类】C07D303-04, C07D301-12
【公开号】CN204529708
【申请号】CN201520080111
【发明人】齐永红, 沈寒晰, 黄方方, 史李刚, 周魁, 景艳妮
【申请人】陕西延长石油（集团）有限责任公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年2月5日