HPPO法制环氧丙烷并联反应方法与流程

文档序号:12151221阅读:3451来源:国知局

本发明涉及一种化工产品反应工艺方法,具体地,涉及一种HPPO(直接氧化法)法制环氧丙烷并联反应方法。



背景技术:

环氧丙烷是重要的有机化工原料,在丙烯的衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯腈,居第三位。环氧丙烷化学性质极其活泼,应用极为广泛。以环氧丙烷为原料生产聚醚多元醇进而生产聚氨酯是其最大用途;其次可用于生产聚氨酯弹性体及用途广泛的丙二醇、丙二醇醚等表面活性剂;还可用于生产油田破乳剂、农药乳化剂及润湿剂等,是精细化工产品的重要原料。

工业上有氯醇法、共氧化法和直接氧化法(HPPO)三种生产环氧丙烷工艺方法。氯醇法和共氧化法都存在成本高、污染大等缺点。共氧化法流程长,联产多,受石油危机、联产品出路制约等问题;氯醇法对设备腐蚀严重,并产生大量有机物的废水、废渣;HPPO法是由过氧化氢催化丙烯环氧化制取环氧丙烷的新工艺,该工艺流程简单,产品收率高,没有其他联产品,基本无污染,属于环境友好的清洁生产系统。

双氧水直接氧化法制环氧丙烷主要在环氧丙烷反应器中进行,在环氧丙烷反应器中,丙烯与双氧水在钛硅沸石固定床催化剂催化作用下反应生成环氧丙烷和水。反应器中的副反应主要包括:双氧水分解成水和氧气;环氧丙烷与甲醇醚化反应生成甲氧基丙醇及其异构体;环氧丙烷与双氧水反应生成过氧化物;环氧丙烷水解生成丙二醇。

为保证环氧丙烷的高产率并抑制副反应的发生,除选择高选择性催化剂外,还应提供过量的丙烯和大量的甲醇溶剂,而对于列管式反应器,较大的反应器内径和较多的反应列管时,影响反应物均匀地通过各个反应器列管,影响环氧丙烷的收率和催化剂的利用率,此外反应器内径超过一定的尺寸在设备制造商也存在一定的难度。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种HPPO法制环氧丙烷并联反应方法,其提高直接氧化制环氧丙烷产品收率和提高催化剂利用率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种HPPO法制环氧丙烷并联反应方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一,新鲜的双氧水、过量的丙烯以及循环甲醇溶剂在静态混合器完成充分混合,得到混合液;

步骤二,混合液平均分配到两个并联的完全相同的第一列管式反应器和第二列管式反应器中,混合液中的丙烯和双氧水在第一列管式反应器和第二列管式反应器的反应列管中的钛硅沸石固定床催化剂作用下生成环氧丙烷、水以及少量的副产物,形成的气液混合相在反应器顶部离开反应器进行后续分离和提纯。

优选地,所述循环甲醇溶剂和双氧水的质量比在2~10之间,丙烯和双氧水的质量比在2~10之间。

优选地,所述静态混合器的目的是使双氧水和丙烯在进反应器之前在甲醇溶剂中进行充分混合。

优选地,所述第一列管式反应器的内径和第二列管式反应器的内径都在3000~6000mm之间,其中反应列管的内径在25~50mm之间。

优选地,所述第一列管式反应器的反应温度和第二列管式反应器的反应温度都在10~100 ℃之间,反应压力都在1~10 MPa之间。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:一方面可以在大规模工业化生成环氧丙烷时,在不影响其他设备的情况下,缩小单个反应器的内径,减少反应器制造的难度;另一方面较小的反应器内径有助于反应混合液均匀地通过各个反应器反应列管,有利于提高环氧丙烷的收率和催化剂的利用率。

附图说明

图1为本发明HPPO法制环氧丙烷并联反应方法的原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种HPPO法制环氧丙烷并联反应方法,其包括以下步骤:

步骤一,新鲜的双氧水HP、过量的丙烯P以及循环甲醇溶剂ME在静态混合器M完成充分混合,循环甲醇溶剂和双氧水的质量比在2~10之间,丙烯和双氧水的质量比在2~10之间,得到混合液L;

步骤二,混合液L平均分配到两个并联的完全相同的列管式反应器(第一列管式反应器A和第二列管式反应器B)中,列管式反应器的内径在3000~6000mm之间,其中反应列管的内径在25~50mm之间;列管式反应器的反应温度在10~100 ℃之间,反应压力在1~10 MPa(G)之间,混合液中的丙烯和双氧水在反应列管TU中的钛硅沸石固定床催化剂作用下生成环氧丙烷、水以及少量的副产物,形成的气液混合相V+L在反应器顶部离开反应器进行后续分离和提纯。

如图1所示,本发明HPPO法制环氧丙烷并联反应方法采用以下两部分:

(1)原料混合部分,新鲜的双氧水、过量的丙烯以及循环甲醇溶剂在静态混合器完成充分混合,得到混合液;

(2)反应部分,混合液平均分配到两个并联的完全相同的第一列管式反应器和第二列管式反应器中,混合液中的丙烯和双氧水在第一列管式反应器和第二列管式反应器的反应列管TU中的钛硅沸石固定床催化剂作用下生成环氧丙烷,水以及少量的副产物,形成的气液混合相在反应器顶部离开反应器进行后续分离和提纯。

所述静态混合器的目的是使双氧水和丙烯在进反应器之前在甲醇溶剂中进行充分混合。混合充分的双氧水丙烯甲醇溶液平均分配到几个并联的列管式反应器中,并联的列管式反应器可以为2~4个。

本发明利用第一列管式反应器A和第二列管式反应器B合成环氧丙烷,一方面可以在大规模工业化生成环氧丙烷时,在不影响其他设备的情况下,缩小单个反应器的内径,减少反应器制造的难度;另一方面较小的反应器内径有助于反应混合液L均匀地通过各个反应器列管TU,有利于提高环氧丙烷的收率和催化剂的利用率。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此,本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

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