降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法
【专利摘要】本发明涉及一种降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，主要解决现有技术中能耗较高的问题。本发明通过采用一种降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，包括异丙苯的原料进入氧化塔与空气接触发生氧化反应，生成包括过氧化氢异丙苯的物流，氧化塔顶的液相物流的一部分经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底，另一部分进入下一级氧化塔或进入下一个工段；其中，所述循环管线上不设置循环泵，而是依靠氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差实现自然循环的技术方案较好地解决了上述问题，可用于环氧丙烷生产中。
【专利说明】降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法。
【背景技术】
[0002]环氧丙烷是石油化工产品的重要中间体之一，大量用于生产聚醚多元醇制备聚氨酯塑料，以及生产不饱和树脂和表面活性剂等。目前环氧丙烷的生产技术主要有:氯醇法、环氧丙烷/苯乙烯联产、环氧丙烷/叔丁醇联产、过氧化氢异丙苯氧化等间接氧化法和过氧化氢直接环氧化法。
[0003]CN201210429266.9和CN 201110294224.4涉及生产环氧丙烷的方法，描述了异丙苯法生产环氧丙烷的工艺方法，该方法首先是通过异丙苯氧化得到过氧化氢异丙苯CHP，然后将过氧化氢异丙苯与丙烯发生环氧化反应生成环氧丙烷PO。其中异丙苯氧化得到过氧化氢异丙苯的工艺单元称为氧化单元。
[0004]CN20120429266.9涉及一种异丙苯催化氧化合成异丙苯过氧化氢的方法，该方法将异丙苯和固体催化剂加入到反应器中混合，加热至80?90°C与氧化剂反应8?1h制得过氧化氢异丙苯。
[0005]CN201120437887.2涉及一种外部移热的异丙苯连续氧化系统，其氧化单元包括氧化塔、氧化外循环冷却器以及循环泵，异丙苯与鼓入塔内的压缩空气反应后，通过循环泵抽吸，并经冷却后回流至塔顶完成物料的循环。该专利技术可工业化规模制得过氧化氢异丙苯，通过循环泵实现氧化塔物料的塔外循环，将氧化反应热在氧化塔外移走。氧化塔塔外的循环过程采用电动泵增压来实现的，循环泵需要耗电，未充分利用压缩空气的动能，存在循环过程能耗较高的问题。
[0006]本发明有针对性的解决了该问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法。该方法用于环氧丙烷的生产中，具有能耗较低的优点。
[0008]为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:一种降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，包括异丙苯的原料进入氧化塔与空气接触发生氧化反应，生成包括过氧化氢异丙苯的物流，氧化塔顶的液相物流的一部分经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底，另一部分进入下一级氧化塔或进入下一个工段；其中，所述循环管线上不设置循环泵，而是依靠氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差实现自然循环。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述氧化塔操作温度为O?150°C，操作压力为0.0?
0.8MPaG ;冷却器操作温度为O?150°C，操作压力为0.0?0.8MPaG。
[0010]上述技术方案中，更优选地，所述氧化塔操作温度为50?110°C，操作压力为为
0.0?0.4MPaG ;冷却器操作温度为50?110°C，操作压力为0.0?0.4MPaG。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差大于6.9。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述氧化单元氧化塔设有三个，每个氧化塔设有循环管线和冷却器，最后一个氧化塔的塔顶物流的一部分进入下一个工段。
[0013]上述技术方案中，优选地，所述氧化塔顶的液相物流的50?90%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。
[0014]本发明利用氧化塔输入的0.66MPaG压缩空气原料作为动能，以热虹吸为原理，实现氧化塔外循环液自然循环，减少装置电耗6.36?7.26千瓦时/吨产品，压缩空气消耗仍保持不变，其消耗量为3.00?3.26吨/吨产品，取得了较好的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述方法的流程示意图。
[0016]I为异丙苯原料；2为压缩空气；3为氧化塔顶液相物流；4为循环管线；5为循环液；6为塔顶液相物流进入下一级氧化塔的管线；7为压缩空气总管；8为尾气管线；9为压缩空气；10为循环液；11为第二级氧化塔的循环管线；12为第二级氧化塔顶液相物流进入下一级氧化塔的管线；13为压缩空气；14为第三级氧化塔顶液相物流进入冷却器的管线；15为第三级氧化塔的循环管线；16为进入下一工段的出料管线；201、202、203为氧化塔；301,302,303为冷却器。
[0017]如图1所示的流程中，以3座氧化塔为例，异丙苯原料I输送至氧化塔201内，压缩空气7中的一股分流2从氧化塔201底部送入与异丙苯原料I混合，在一定的温度和压力下，发生氧化反应，部分生成过氧化氢异丙苯3和尾气8，尾气8外送；异丙苯原料I和压缩空气2在氧化塔201内混合为二相物料，密度较低，该物料在氧化塔201顶部气液分离器分离后为液相，密度较大，经气液分离器溢流口的物料3中的一股物料5进入循环管线，在冷却器301内移走氧化反应热，冷却后的物料经循环管线4自然循环返回氧化塔201底部；氧化塔201顶液相物流3中的另一股物料6进入下一个氧化塔202底部。
[0018]尚未反应的异丙苯原料6与压缩空气9在氧化塔202内继续反应，利用密度差，循环液10经冷却器302移走氧化反应热，冷却后的物料经循环管线11自然循环返回氧化塔202底部，氧化塔202顶液相物流的另一股物料12进入下一个氧化塔203底部。
[0019]尚未反应的异丙苯原料12与压缩空气13在氧化塔203内继续反应，利用密度差，循环液经冷却器303移走氧化反应热，冷却后的物料经循环管线15自然循环返回氧化塔203底部，氧化塔203顶液相物流14中的另一股物料经管线16进入下一工段。
[0020]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0021]【实施例1】
[0022]环氧丙烷生产规模为10万吨/年，设置2座氧化塔。氧化塔201操作温度110°C;操作压力为0.30MPaG ;冷却器301操作温度110°C;操作压力为0.30MPaG ;氧化塔202操作温度105°C ;操作压力为0.20MPaG ;冷却器302操作温度105°C ;操作压力为0.20MPaG ;在循环液循环管线上不设置循环泵，依靠氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差实现自然循环。所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为7.5。氧化塔顶的液相物流的70%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗72.59万千瓦时/年。
[0023]【实施例2】
[0024]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模变为15万吨/年，设置3座氧化反应器。氧化塔201操作温度110°C;操作压力为0.30MPaG ;冷却器301操作温度110°C;操作压力为0.30MPaG ;氧化塔202操作温度108°C;操作压力为0.25MPaG ;冷却器302操作温度108°C ;操作压力为0.25MPaG ;氧化塔203操作温度105°C ;操作压力为0.20MPaG ;冷却器303操作温度105°C;操作压力为0.20MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为7.5。氧化塔顶的液相物流的70%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗109.04万千瓦时/年。
[0025]【实施例3】
[0026]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模为10万吨/年，设置2座氧化反应器，只是操作条件改变。氧化塔201操作温度120°C;操作压力为0.35MPaG ;冷却器301操作温度120°C;操作压力为0.35MPaG ;氧化塔202操作温度105°C;操作压力为0.20MPaG ；冷却器302操作温度105°C;操作压力为0.20MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为8.8。氧化塔顶的液相物流的64%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗73.72万千瓦时/年。
[0027]【实施例4】
[0028]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模变为20万吨/年，设置4座氧化反应器。氧化塔201操作温度120°C;操作压力为0.35MPaG ;冷却器301操作温度120°C;操作压力为0.35MPaG ;氧化塔202操作温度115°C;操作压力为0.3IMPaG ;冷却器302操作温度115°C ;操作压力为0.3IMPaG ;氧化塔203操作温度110°C ;操作压力为0.25MPaG ;冷却器303操作温度110°C ;操作压力为0.25MPaG ;第四个氧化塔操作温度105°C ;操作压力为0.20MPaG ;第四个冷却器操作温度105°C;操作压力为0.20MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为8.8。氧化塔顶的液相物流的64%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗147.44万千瓦时/年。
[0029]【实施例5】
[0030]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模变为20万吨/年，设置3座氧化反应器。氧化塔201操作温度150°C ;操作压力为0.8MPaG ;冷却器301操作温度150°C ；操作压力为0.8MPaG ;氧化塔202操作温度140°C;操作压力为0.7MPaG ;冷却器302操作温度140°C ;操作压力为0.7MPaG ;氧化塔203操作温度130°C ;操作压力为0.6MPaG ;冷却器303操作温度130°C ;操作压力为0.6MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为10.5。氧化塔顶的液相物流的50%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗151.41万千瓦时/年。
[0031]【实施例6】
[0032]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模变为20万吨/年，设置3座氧化反应器。氧化塔201操作温度70°C ;操作压力为0.2MPaG ;冷却器301操作温度70°C ；操作压力为0.2MPaG ;氧化塔202操作温度65°C ;操作压力为0.15MPaG ;冷却器302操作温度65°C ;操作压力为0.15MPaG ;氧化塔203操作温度60°C ;操作压力为0.1MPaG ;冷却器303操作温度60°C;操作压力为0.1MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为6.9。氧化塔顶的液相物流的90%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗142.17万千瓦时/年。
[0033]【实施例7】
[0034]按照实施例1所述的条件和步骤，环氧丙烷生产规模变为20万吨/年，设置3座氧化反应器。氧化塔201操作温度135°C ;操作压力为0.6MPaG ;冷却器301操作温度135°C ；操作压力为0.6MPaG ;氧化塔202操作温度130°C;操作压力为0.5MPaG ;冷却器302操作温度130°C ;操作压力为0.5MPaG ;氧化塔203操作温度120°C ;操作压力为0.4MPaG ;冷却器303操作温度120°C ;操作压力为0.4MPaG ;所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差为9.2。氧化塔顶的液相物流的60%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。减少电耗150.16万千瓦时/年。
【权利要求】
1.一种降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，包括异丙苯的原料进入氧化塔与空气接触发生氧化反应，生成包括过氧化氢异丙苯的物流，氧化塔顶的液相物流的一部分经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底，另一部分进入下一级氧化塔或进入下一个工段；其中，所述循环管线上不设置循环泵，而是依靠氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差实现自然循环。
2.根据权利要求1所述降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔操作温度为O?150°C，操作压力为0.0?0.8MPaG ;冷却器操作温度为O?150°C，操作压力为0.0?0.8MPaG。
3.根据权利要求2所述降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔操作温度为50?110°C，操作压力为0.0?0.4MPaG ;冷却器操作温度为50?110°C，操作压力为0.0?0.4MPaG。
4.根据权利要求1所述降低环氧丙烧装置氧化单元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔内气液两相物流与循环管线内液相物流的密度差大于6.9。
5.根据权利要求1所述降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，其特征在于所述氧化单元氧化塔设有三个，每个氧化塔设有循环管线和冷却器，最后一个氧化塔的塔顶物流的一部分进入下一个工段。
6.根据权利要求1所述降低环氧丙烷装置氧化单元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔顶的液相物流的50?90%经冷却器后通过循环管线直接返回氧化塔底。
【文档编号】C07D301/19GK104402843SQ201410719647
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】杨建平, 许麟君, 牛晓锋, 何琨 申请人:中石化上海工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司