环丁砜连续生产系统及工艺的制作方法

本发明涉及环丁砜连续生产系统及工艺。

背景技术：

目前生产环丁砜都是采用釜式反应工艺，其缺点是反应物料在反应釜内靠搅拌提高反应物料相互接触面积，因搅拌器转数不可能无限提高，使反应效果受限。

环丁烯砜是采用过量二氧化硫与丁二烯反应合成的，二氧化硫的过量一方面提高了生产成本，另一方面为后续废气处理增加了难度。

在环丁烯砜的合成工序中物料反应不充分，反应效果差，导致产品纯度低，反应过程因换热不及时容易引发安全事故。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种物料反应效果好，产品纯度高，能实现连续生产，安全性好的环丁砜连续生产系统及工艺。

上述目的是这样实现的：生产环丁砜的系统包括：丁二烯计量罐、二氧化硫计量罐、阻聚剂计量罐、合成混合反应器、第一循环泵、合成静态混合器、第一冷却器、废气吸收器、接收罐、第一列管式冷凝器、压缩机、第二列管式冷凝器、第三列管式冷凝器、二氧化硫接收罐、加氢混合反应器、第二循环泵、加氢静态混合器、第二冷却器、重沸器、精馏塔；

合成混合反应器底部的物料出口与第一循环泵进口通过第一管道连接，第一循环泵出口与合成静态混合器底部的进口通过第二管道连接，合成静态混合器顶部的混合物料出口与第一冷却器的进口通过第三管道连接，第一冷却器的出口与合成混合反应器顶部的物料进口通过第四管道连接；合成混合反应器顶部的二氧化硫排放口与废气吸收器的废气进口通过第五管道连接，丁二烯计量罐的出料管线上安装有第一计量泵，二氧化硫计量罐的出料管线上安装有第二计量泵，阻聚剂计量罐上连接有进氮气管线，丁二烯计量罐的出料管线、二氧化硫计量罐的出料管线、阻聚剂计量罐的出料管线另一端都与合成混合反应器相连；

合成混合反应器底部的出料管线与接收罐的入口相连，合成混合反应器顶部的排气口与第一列管式冷凝器顶部的气态二氧化硫进口通过第六管道连接，接收罐顶部连接的脱硫管道的另一端与第六管道相连通，第一列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第一列管式冷凝器的管程相连通；

第一列管式冷凝器的底部与压缩机的进口之间连接有管道，压缩机的出口与第二列管式冷凝器顶部的进口通过第七管道相连，第二列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第二列管式冷凝器的管程相连通；

第二列管式冷凝器底部的出口与第三列管式冷凝器顶部的进口通过第八管道连接，第三列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第三列管式冷凝器的管程相连通；

第三列管式冷凝器底部的出口与二氧化硫接收罐的进口通过第九管道相连，二氧化硫接收罐底部的二氧化硫出料管线的另一端与合成混合反应器相连；

接收罐底部出料管线的另一端与加氢混合反应器底部连接的第一循环管线相连通，第一循环管线另一端与第二循环泵进口相连，第二循环泵出口与加氢静态混合器底部的入口通过第二循环管线相连，第二循环管线上连接有加氢管线和催化剂进料管线，加氢静态混合器顶部的出口与第二冷却器的进口通过第三循环管线相连，第二冷却器的出口与加氢混合反应器顶部的进口通过第四循环管线相连，加氢混合反应器上连接的出料管线另一端与重沸器的进料口相连，重沸器顶部的气化物料出口与精馏塔的进料口通过管道连接；

所述的合成混合反应器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有进水口和出水口，壳体顶部有物料进口，壳体底部有物料出口，壳体顶部还设有压力指示器和温度指示器，壳体内设有盘管，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端伸出壳体外为热水出口，在盘管上方的壳体内设喷淋器；所述的喷淋器的纵向截面为梯形，喷淋器固定在壳体上，喷淋器的底板上密布若干个细小的喷淋孔；

所述的合成静态混合器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有冷水进口和热水出口，壳体顶部有混合物料出口，壳体底部有物料进口，在壳体内设盘管，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，壳体内设有填料；

所述的加氢混合反应器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有进水口和出水口，壳体顶部有物料进口，壳体底部有物料出口，壳体顶部还设有压力指示器和温度指示器，壳体内设有盘管，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，在盘管上方的壳体内设喷淋器；所述的喷淋器的纵向截面为梯形，喷淋器固定在壳体上，喷淋器的底板上密布若干个细小的喷淋孔，喷淋器下方的壳体内设有填料；

所述的加氢静态混合器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有冷水进口和热水出口，壳体顶部有混合物料出口，壳体底部有物料进口，在壳体内设盘管，盘管盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，壳体内设有填料；

所述的重沸器包括筒体，筒体顶部有气化物料出口，筒体的下部有物料进口和排渣口，筒体内底部设有搅拌器，物料进口上方的筒体内设有换热列管，换热列管的进口和出口都位于筒体上，换热列管内有导热油；

所述的精馏塔包括塔体，精馏塔底部设有进料口，进料口上方的精馏塔上设有产品出口，精馏塔顶部设出口，精馏塔内设有填料，精馏塔顶部有冷凝器，冷凝器底部的开口与精馏塔顶部的出口相连通，冷凝器顶部设有杂质排放口；

所述的吸收器包括包括壳体，壳体的下部设有废气进口，壳体底部设有物料出口和物料排出口，废气进口上方的壳体内设有筛板，筛板上方装有填料，填料上方的壳体内设有碱液进料管道，碱液进料管道伸出到壳体外，碱液进料管道上设有若干个喷淋头，吸收器顶部设有进料口和废气排放口。

环丁砜连续生产工艺：先将二氧化硫、阻聚剂按重量比240：0.5的配比量投入到合成混合反应器中，当温度达到工艺要求时，由定量泵连续注入丁二烯，二氧化硫与丁二烯的重量比为1.6∶1，不断注入不断反应，在反应过程中用循环泵将其打入合成静态混合器及合成加热、冷却器，然后再返回合成混合反应器进行混合反应(即体外循环系统)，生成环丁烯砜，未反应的二氧化硫经三个冷凝器进行三级冷凝，回到合成混合反应器内继续参加反应；混合反应后生成的环丁烯砜用粗品环丁砜稀释至50％浓度后送入加氢混合反应器中，再用泵将液体催化剂(如镍铝络合催化剂)打入加氢混合反应器中，然后向加氢静态混合器连续注入氢气进行加氢反应，再经加氢加热、冷却器送回加氢混合反应器中，如此循环，反应结束得到粗品环丁砜，粗品环丁砜经重沸器再沸后，进入精馏塔，精馏出高纯度的环丁砜产品。

本发明的优点是：过量气态二氧化硫在第一列管式冷凝器内利用反应余压，部分气态二氧化硫液化为液态二氧化硫，未液化的气态二氧化硫经压缩机压缩后进入到第二列管式冷凝器及第三列管式冷凝器内，实现逐级液化。本装置可对过量气态二氧化硫进行回收，从而降低生产成本，降低后续废气处理难度。由于在合成混合反应器内设喷淋器，反应面积大，反应时间短，反应快速均匀，提高生产能力，降低成本。由于在合成静态混合器内布设换热盘管，可强化换热效果，快速地把反应产生的热量导出，降低反应温度，保证安全。整个工艺过程简单，可实现连续生产。另外，合成混合反应器内的二氧化硫废气从吸收器下部的废气进口进入到吸收器内，被从碱液进料管道进入的碱液吸收，使废气排放达到国标标准。

由于对粗品环丁砜进行再沸和蒸馏，所以得到的产品纯度高，在99.9%以上。

附图说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是放大的本发明中合成混合反应器的结构示意图；

图3是放大的本发明中合成静态混合器的结构示意图；

图4是放大的本发明中重沸器的结构示意图；

图5是放大的本发明中精馏塔的结构示意图；

图6是放大的本发明中吸收器的结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，生产环丁砜的系统包括：丁二烯计量罐1、二氧化硫计量罐2、阻聚剂计量罐3、合成混合反应器4、第一循环泵5、合成静态混合器8、第一冷却器10、废气吸收器12、接收罐18、第一列管式冷凝器19、压缩机22、第二列管式冷凝器23、第三列管式冷凝器25、二氧化硫接收罐27、加氢混合反应器31、第二循环泵33、加氢静态混合器34、第二冷却器38、重沸器41、精馏塔43；

合成混合反应器4底部的物料出口与第一循环泵5进口通过第一管道6连接，第一循环泵出口与合成静态混合器8底部的进口通过第二管道7连接，合成静态混合器顶部的混合物料出口与第一冷却器10的进口通过第三管道9连接，第一冷却器的出口与合成混合反应器顶部的物料进口通过第四管道11连接；合成混合反应器顶部的二氧化硫排放口与废气吸收器12的废气进口通过第五管道13连接，丁二烯计量罐的出料管线上安装有第一计量泵14，二氧化硫计量罐的出料管线上安装有第二计量泵15，阻聚剂计量罐上连接有进氮气管线16，丁二烯计量罐的出料管线、二氧化硫计量罐的出料管线、阻聚剂计量罐的出料管线另一端都与合成混合反应器相连；

合成混合反应器底部的出料管线17与接收罐18的入口相连，合成混合反应器顶部的排气口与第一列管式冷凝器19顶部的气态二氧化硫进口通过第六管道20连接，接收罐顶部连接的脱硫管道21的另一端与第六管道20相连通，第一列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第一列管式冷凝器的管程相连通；

第一列管式冷凝器的底部与压缩机22的进口之间连接有管道，压缩机的出口与第二列管式冷凝器23顶部的进口通过第七管道24相连，第二列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第二列管式冷凝器的管程相连通；

第二列管式冷凝器底部的出口与第三列管式冷凝器25顶部的进口通过第八管道26连接，第三列管式冷凝器上设有冷却水进口和出口，冷却水进口和出口与第三列管式冷凝器的管程相连通；

第三列管式冷凝器底部的出口与二氧化硫接收罐27的进口通过第九管道28相连，二氧化硫接收罐底部的二氧化硫出料管线29的另一端与合成混合反应器相连；

接收罐18底部出料管线30的另一端与加氢混合反应器31底部连接的第一循环管线32相连通，第一循环管线另一端与第二循环泵33进口相连，第二循环泵出口与加氢静态混合器34底部的入口通过第二循环管线35相连，第二循环管线上连接有加氢管线36和催化剂进料管线37，加氢静态混合器顶部的出口与第二冷却器38的进口通过第三循环管线39相连，第二冷却器的出口与加氢混合反应器顶部的进口通过第四循环管线40相连，加氢混合反应器上连接的出料管线42另一端与重沸器41的进料口相连，重沸器顶部的气化物料出口与精馏塔43的进料口通过管道连接；

参照图2，所述的合成混合反应器4包括壳体4—1，壳体中部外侧设有外壳体4—2，外壳体与壳体之间的空间是夹套4—3，夹套上设有进水口4—4和出水口4—5，壳体顶部有物料进口4—6，壳体底部有物料出口4—7，壳体顶部还设有压力指示器4—8和温度指示器4—9，壳体内设有盘管4—10，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口4—11，盘管的上端伸出壳体外为热水出口4—12，在盘管上方的壳体内设喷淋器4—13；所述的喷淋器的纵向截面为梯形，喷淋器固定在壳体上，喷淋器的底板上密布若干个细小的喷淋孔4—14；

参照图3，所述的合成静态混合器8包括壳体8—1，壳体中部外侧设有外壳体8—2，外壳体与壳体之间的空间是夹套8—3，夹套上设有冷水进口8—4和热水出口8—5，壳体顶部有混合物料出口8—6，壳体底部有物料进口8—7，在壳体内设盘管8—8，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，壳体内设有填料；

所述的加氢混合反应器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有进水口和出水口，壳体顶部有物料进口，壳体底部有物料出口，壳体顶部还设有压力指示器和温度指示器，壳体内设有盘管，盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，在盘管上方的壳体内设喷淋器；所述的喷淋器的纵向截面为梯形，喷淋器固定在壳体上，喷淋器的底板上密布若干个细小的喷淋孔，喷淋器下方的壳体内设有填料；

所述的加氢静态混合器包括壳体，壳体中部外侧设有外壳体，外壳体与壳体之间的空间是夹套，夹套上设有冷水进口和热水出口，壳体顶部有混合物料出口，壳体底部有物料进口，在壳体内设盘管，盘管盘管的下端伸出壳体外为冷水进口，盘管的上端也伸出壳体外为热水出口，壳体内设有填料；

参照图4，所述的重沸器41包括筒体41—1，筒体顶部有气化物料出口41—6，筒体的下部有物料进口41—2和排渣口41—3，筒体内底部设有搅拌器41—4，物料进口上方的筒体内设有换热列管41—5，换热列管的进口和出口都位于筒体上，换热列管内有导热油；

参照图5，所述的精馏塔43包括塔体43—1，精馏塔底部设有进料口43—3，进料口上方的精馏塔上设有产品出口43—2，精馏塔顶部设出口，精馏塔内设有填料43—4，精馏塔顶部有冷凝器43—5，冷凝器底部的开口与精馏塔顶部的出口相连通，冷凝器顶部设有杂质排放口43—6；

参照图6，所述的吸收器12包括包括壳体12—1，壳体的下部设有废气进口12—2，壳体底部设有物料出口12—7和物料排出口12—10，废气进口上方的壳体内设有筛板12—3，筛板上方装有填料12—4，填料上方的壳体内设有碱液进料管道12—5，碱液进料管道伸出到壳体外，碱液进料管道上设有若干个喷淋头12—6，吸收器顶部设有进料口12—8和废气排放口12—9。

环丁砜连续生产工艺：先将二氧化硫、阻聚剂按重量比240：0.5的配比量投入到合成混合反应器中，当温度达到工艺要求时，由定量泵连续注入丁二烯，二氧化硫与丁二烯的重量比为1.6∶1，不断注入不断反应，在反应过程中用循环泵将其打入合成静态混合器及合成加热、冷却器，然后再返回合成混合反应器进行混合反应(即体外循环系统)，生成环丁烯砜，未反应的二氧化硫经三个冷凝器进行三级冷凝，回到合成混合反应器内继续参加反应；混合反应后生成的环丁烯砜用粗品环丁砜稀释至50％浓度后送入加氢混合反应器中，再用泵将液体催化剂(如镍铝络合催化剂)打入加氢混合反应器中，然后向加氢静态混合器连续注入氢气进行加氢反应，再经加氢加热、冷却器送回加氢混合反应器中，如此循环，反应结束得到粗品环丁砜，粗品环丁砜经重沸器再沸后，进入精馏塔，精馏出高纯度的环丁砜产品。