专利名称：一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工生产中的塔式反应装置，更具体地说，它涉及一种工业 化回收尾排丙烯气体的塔式反应装置。
背景技术：
目前，工业化环氧丙烷生产技术主要为氯醇法、共氧化法，国内主要为氯醇法。丙 烯氯醇化是氯醇法环氧丙烷工艺的主要反应步骤，国内工业化装置基本为塔式、管塔结合 两种形式。塔式反应器中，丙烯由主塔底入塔，经分布器成细小泡状在主塔内上升，氯气由 副塔入塔，经分布器预溶于水，生成次氯酸后，与丙烯进一步反应生成氯丙醇。氯醇反应的 关键在于氯气、丙烯的预溶，在塔式反应器由于气液传质效率、两项比表面积较低，氯气的 预溶效果较差，致使设备体积庞大，副产物多，影响了丙烯转化率(81%左右)，也制约了装 置规模的大型化。管塔结合为日本旭硝子技术，其管式反应段为一点进料，为保证足够的收 率，管反应出料浓度偏低，完成全部反应的45%，需要与塔式反应器结合，以达到有效的氯 丙醇浓度。在一定意义上讲，可以认为此管式反应器并不完善，仅起到增强氯气预溶效果的 目的。上述的两种反应器中，为保证氯气的完全反应，丙烯总是过量的(丙烯/氯气(摩尔 比) 1. 4 2. 0)，这部分过量的丙烯气体进入循环气系统，由于生产的连续性，循环气中 含氧量及含惰性气体量(氮气、丙烷等)逐渐升高，必须对循环气进行部分排放以避免系统 中氧气及惰性气体的积累。如果将这部分富含丙烯气体的循环气直接排放到大气中，会造 成原料丙烯的大量损耗，又导致大气污染。近年来，主要环氧丙烷生产厂家均按照氯醇反应 器的形式进行尾气丙烯回收装置，但回收量都比较小且回收率都在80%左右。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术中回收量小、收率低的不足，提供一种结构简 单、原料有效转化率高、反应器体积小、回收气量大、回收率高、适用于大规模生产的塔式反 应器。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种工业化回收丙烯废气的 氯醇化塔式反应器，其特征是由上升反应单元、压力槽和汽液分离器依次连接而成，上升 反应单元为中空圆筒结构，上升反应单元的底端设有原料水进料口，原料水进料口上部依 次设有氯气反应管和丙烯反应管，所述压力槽内设有挡雾网，所述汽液分离器上设有尾排 气相出口。所述的氯气反应管与氯气进料口相连接，所述的丙烯反应管与丙烯进料口相连 接，所述的氯气进料口与丙烯进料口上分别设有氯气分布器和丙烯分布器。所述的氯气反应管、丙烯反应管分别设有六组。所述的气液分离器内装填聚丙烯特勒花环填料。本设计创新的丙烯回收塔，原料水从反应器底部的水进料口进入，氯气同时通过 六组氯气进料口管进入氯气分布器，而且充分混合反应后，与通过六组丙烯进料口分布器来的尾排丙烯气体进行反应生成氯丙醇，氯丙醇水溶液上升进入压力槽(图中未示出)，缓 冲平衡水击压力后从溢流口溢流进入氯醇反应系统中，实现尾排丙烯的回收，未吸收丙烯 气体与其它惰性气体如丙烷、氮气、氧气经气液分离从尾排气相出口进入碱洗系统吸收酸 洗气体后排放。本实用新型有效地克服传统氯醇法环氧丙烷生产装置丙烯氯醇化反应器的缺陷， 其有益效果是1)、提高原料的有效转化率，降低了运行成本；2)、减少了排放，提高了环境 友好性；3)、反应塔体积较小，可用于大规模生产。
以下结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的设备结构示意图。其中，1.原料水进料口 ；2.氯气进料口 ；3.收丙烯进料口 ；4.氯气反应管；5.氯气 分布器；6.丙烯反应管；7.丙烯分布器；8.挡雾网；9.溢流口 ；10.尾排气相出口 ；I段为上升反应单元；II段为压力槽；III段为汽液分离器。
具体实施方式
由附图可知，本实用新型由上升反应单元I、压力槽II和汽液分离器III组成。上 升反应单元为中空圆筒结构，直径为1. 3 1. 5m,高度10 12m。上升反应单元的底端有原 料水进料口 1，距原料水进料口 1上部约lm处均勻分布着六个氯气反应管4，距氯气反应管 4上约3m处为尾排丙烯气体反应管6 ；每一根丙烯反应管6的进气端与丙烯进料口 3相接； 在每个氯气反应管4的进气端与氯气进料口 2相接。在每个氯气进料口处均设有氯气分布 器5，在每个丙烯进料口均设有丙烯分布器7 ；六组氯气进料口同时进氯气，压力为0. 18 0. 22MPa，六组丙烯进料口同时进尾排丙烯气相，压力0. 27 0. 32MPa,反应器出口氯丙醇 浓度控制在1. 5 2%，作为原料液体进入氯醇化主体反应器进一步进行反应。丙烯进料压 力优化范围为0. 27 0. 29MPa,氯气压力优化范围为0. 18 0. 19MPa,工艺水与进料氯气 重量比为180 200，尾排丙烯与氯气的摩尔比大于1. 1，避免系统过氯，保证装置安全。压力槽直径为1. 8 2. 0m，高度为2 2. 5m，作用为缓冲液体压力波动，避免液面 震荡及对反应器的冲击，压力槽上设有溢流口 9，内部设有挡雾网8。汽液分离器直径为0. 8 1. 2m,高度1 1. 5m,气液分离器上设有尾排气相出口 10，内部装填聚丙烯特勒花环填料，作用是有利于汽液分离。原料丙烯与氯气直接接触生成副产物二氯丙烷，是影响丙烯氯醇化反应效果的根 本因素。本实用新型通过改造反应塔以及丙烯、氯气分布器，提高原料氯气在水中的预溶效 果，降低丙烯与气相氯气节接触的机率，从而抑制副反应，提高主反应的选择性。本实用新型通过直筒状反应塔将氯气、尾排丙烯气体在不同高度空间进料，近似 平推流反应机理避免了液体在循环管塔式反应器中的返混；新型的分布器的设计，增加了 氯气在水中的溶解度，避免了丙烯气体与氯气的直接接触的机率。本反应塔通过液体的动力进行连续反应，运行过程中，液相串接，丙烯、氯气各进 料口同时并联进料，最终产物从塔顶压力槽处溢流到氯醇化主反应装置中以达到回收尾排 丙烯的目的。
权利要求一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器，其特征是由上升反应单元、压力槽和汽液分离器依次连接而成，上升反应单元为中空圆筒结构，上升反应单元的底端设有原料水进料口，原料水进料口上部依次设有氯气反应管和丙烯反应管，所述压力槽内设有挡雾网，所述汽液分离器上设有尾排气相出口。
2.根据权利要求1所述的一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器，其特征是 所述氯气反应管与氯气进料口相连接，所述的丙烯反应管与丙烯进料口相连接，所述的氯 气进料口与丙烯进料口上分别设有氯气分布器和丙烯分布器。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器，其特征 是所述的氯气反应管、丙烯反应管分别设有六组。
4.根据权利要求1所述的一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器，其特征是 所述的气液分离器内装填聚丙烯特勒花环填料。
专利摘要一种工业化回收丙烯废气的氯醇化塔式反应器，涉及一种化工生产中的塔式反应装置，由上升反应单元、压力槽和汽液分离器依次连接而成，上升反应单元为中空圆筒结构，上升反应单元的底端设有原料水进料口，原料水进料口上部依次设有氯气反应管和丙烯反应管，所述压力槽内设有挡雾网，所述汽液分离器上设有尾排气相出口。本实用新型有效地克服传统氯醇法环氧丙烷生产装置丙烯氯醇化反应器的缺陷，能提高原料的有效转化率，减少了排放，提高了环境友好性，并可用于大规模生产。
文档编号B01J19/00GK201596498SQ20092025017
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者凌士明, 徐学勤, 杨曜东 申请人:天津大沽化工股份有限公司