一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种化工生产装置及其使用方法，特别是涉及氯醇法环氧丙烷的生产装置及其使用方法。

背景技术：
：

环氧丙烷是重要的丙烯衍生物，主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，用途广泛。我国环氧丙烷生产主要采用的是氯醇法工艺，生产装置以引进技术为主，有日本旭硝子公司技术、日本三井东亚公司技术、日本昭和电工公司技术和美国道化学公司技术。氯醇法生产环氧丙烷工艺技术大约是50年前推出的，该工艺设备腐蚀严重，产生的废水和废渣不易处理，不适应当前的环保要求，这已成为制约氯醇法环氧丙烷生产发展的首要因素。提高氯醇法环氧丙烷生产过程的节能、降耗及环保水平已成为越来越迫切的重大技术需求。

技术实现要素：
：

本发明的目的在于提供一种新的氯醇法环氧丙烷生产装置及其使用方法，减少环氧丙烷制取过程中的副产物，增加目的产物的生成量，改变皂化废水及废渣的构成，使其易于进行环保处理或资源化利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，所述的生产装置包括：次氯酸反应器、气液固三相分离器、氯醇化反应器、气液分离器、皂化反应器、皂化分离塔、液液分离器、设备间连接管线及中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制与显示仪表及附件。氯气管线、水管线、碳酸钙管线汇合后与次氯酸反应器入口相连，次氯酸反应器出口与气液固三相分离器）入口相连，气液固三相分离器液相出口管线与原料丙烯管线汇合后与氯醇化反应器入口相连，氯醇化反应器出口与气液分离器入口相连，气液分离器液相出口管线与皂化剂管线汇合后与皂化反应器入口相连，皂化反应器出口与皂化分离塔入口相连，皂化分离塔塔釜液出口管线与液液分离器入口相连，液液分离器设有皂化废水出口管线和重组分出口管线。次氯酸反应器、氯醇化反应器、皂化反应器优选为带或不带夹套的管式反应器，管式反应器内连续或间断设置、或不设置对物料有混合作用的扰流元件；液液分离器为离心分离器、旋液分离器、重力沉降分离器或其组合。

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，所述装置的使用方法包括：

a. 原料氯气、水和碳酸钙进入次氯酸反应器边流动、边混合、边反应生成次氯酸、边脱除氯化氢；

b. 出次氯酸反应器的物料进气液固三相分离器进行废气与次氯酸水溶液分离；连续或间歇排出碳酸钙带入的固渣及未反应的碳酸钙；

c. 出气液固三相分离器的次氯酸水溶液与丙烯或丙烯及惰性气体进入氯醇化反应器，边流动、边混合、边反应生成氯丙醇；丙烯或丙烯及惰性气体在氯醇化反应器入口处集中进入或由多点进入氯醇化反应器；

d. 出氯醇化反应器的物料进入气液分离器进行氯丙醇水溶液与废气的分离；

e. 出气液分离器的氯丙醇水溶液与皂化剂进入皂化反应器，边流动、边混合、边反应生成环氧丙烷，所用的皂化剂为氢氧化钠或氢氧化钙；

f. 出皂化反应器的物料进入皂化分离塔，塔顶分离出环氧丙烷；

g. 皂化分离塔塔釜液去液液分离器进行沉降分离，轻相为皂化废水，重相为少量副产物。

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，或采用氯气与水由次氯酸反应器入口进入，碳酸钙从次氯酸反应器的另一部位进入，或在次氯酸反应器与气液固三相分离器间另外设置碳酸钙与氯化氢水溶液反应的脱酸反应器；

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，或设置部分皂化废水循环进入次氯酸反应器管线；或设置部分皂化废水循环进入氯醇化反应器管线；或设置部分皂化废水循环进入皂化反应器管线；

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，所述的气液固三相分离器或由气与液固分离器和液固分离器组合构成；

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，所述的次氯酸反应器、氯醇化反应器、皂化反应器为喷射反应器、塔式反应器、U型反应器、搅拌反应器或为前述反应器组合，或为管式反应器与前述反应器组合；

一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置及其使用方法，在氯醇化反应器前，或设置用部分原料水预溶预分散丙烯再进入氯醇化反应器的混合装置；或设置用部分皂化废水预溶预分散丙烯再进入氯醇化反应器的混合装置；或设置用气液分离器中的氯丙醇溶液循环预溶预分散丙烯再进入氯醇化反应器的混合装置。

本发明的优点与效果是：

1. 设置了管式次氯酸反应器，氯气与水接触充分，氯气完全溶于水生成次氯酸，氯气与丙烯无直接气相接触；

2. 设置了碳酸钙脱除氯化氢的操作，可获得单纯的次氯酸水溶液，氯醇化反应过程中生成的氯丙醇与氯化氢无接触；

3. 氯醇化过程在设有扰流元件管式反应器内进行，丙烯和氯丙醇混合效果好，接触充分，反应速度快，丙烯过量少；

4. 避开了丙烯氯醇化反应过程副产物生成的条件；原料利用率高，目的产物多；

5. 皂化分离塔在塔顶只蒸出环氧丙烷，皂化废水中所含的重相采用沉降分离，可显著节省皂化产物分离过程的能量消耗；

6. 所用装置投资少，操作弹性大，易于操作与控制；

7. 本发明可用于新建环氧丙烷生产装置，或对已有氯醇法环氧丙烷生产装置进行改造。

附图说明：

图1是原料氯气、水与碳酸钙同时进入次氯酸反应器的一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置简图；

图2是碳酸钙由次氯酸反应器中部进料，气液固三相采用两个分离器进行分离的一种丙烯氯醇化制环氧丙烷生产装置简图。

具体实施方式

实施例1

实施例1所用的装置包括：次氯酸反应器1、气液固三相分离器2、氯醇化反应器3、气液分离器4、皂化反应器5、皂化分离塔6、液液分离器7、设备间连接管线及中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制与显示仪表及附件。其中次氯酸反应器1、氯醇化反应器3、皂化反应器5为直管和曲管构成的管式反应器，直管部分管内设置化工填料；液液分离器7为直立筒体内设置4根螺旋盘管的连续沉降分离器。次氯酸反应器1设有氯气、水和碳酸钙入口管线，次氯酸反应器1出口与气液固三相分离器2入口相连，气液固三相分离器2液相出口管线与原料丙烯管线汇合后与氯醇化反应器3入口相连，氯醇化反应器3出口与气液分离器4入口相连，气液分离器4液相出口管线与皂化剂管线汇合后与皂化反应器5入口相连，皂化反应器5出口与皂化分离塔6入口相连，皂化分离塔6塔釜液出口管线与液液分离器7入口相连，液液分离器7设有皂化废水出口管线和重组分出口管线。装置的使用方法包括：原料氯气、水和碳酸钙浆液进入次氯酸反应器1边流动、边混合、边反应生成次氯酸、边中和氯化氢；出次氯酸反应器1的物料进气液固三相分离器2进行废气与次氯酸水溶液分离；连续或间歇排出碳酸钙浆液带入的固渣及未反应的碳酸钙；出气液固三相分离器2的次氯酸水溶液与丙烯进入氯醇化反应器3边流动、边混合、边反应生成氯丙醇；丙烯在氯醇化反应器3入口处集中加入氯醇化反应器3；出氯醇化反应器3的物料进入气液分离器4进行氯丙醇水溶液与废气的分离； 出气液分离器4的氯丙醇水溶液与皂化剂进入皂化反应器5，边流动、边混合、边反应生成环氧丙烷，所用的皂化剂为氢氧化钙；出皂化反应器5的物料进入皂化分离塔6，塔顶分离出环氧丙烷；皂化分离塔6塔釜液去液液分离器7进行沉降分离，轻相为皂化废水，重相为少量二氯丙烷和二氯二异丙醚；实施例1装置简图见图1。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于所用的次氯酸反应器1、氯醇化反应器3、皂化反应器5的直管部分为市售静态混合器，所用的皂化剂为氢氧化钠。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于皂化废水一部分排出系统，一部分返回次氯酸反应器1。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于出气液分离器4的氯丙醇溶液一部分去皂化反应器5,另一部分用于预溶预分散原料丙烯后进入氯醇化反应器3。

实施例5

实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于原料氯气与水由次氯酸反应器1入口进料，碳酸钙由次氯酸反应器1的中部进料；所用的气液固三相分离器2由气相与液固分离器和液固分离器两部分构成；实施例5装置简图见图2。