CN208071615U - 一种生产1,2-环氧丁烷的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产1,2‑环氧丁烷的装置，包括列管式固定床反应器、CHP/EBHP进料管道和1‑丁烯进料管道，1‑丁烯进料管道包括连通的第一1‑丁烯进料管道和第二1‑丁烯进料管道，列管式固定床反应器顶部设置有物料进料口，物料进料口与CHP/EBHP进料管道连通，CHP/EBHP进料管道与第一1‑丁烯进料管道连通使1‑丁烯与反应物混合后进入列管式固定床反应器进行反应，列管式固定床反应器侧部设置有气液混合物流通管道，气液混合物流通管道与汽包连通，汽包上设置有循环热水出口，循环热水出口与循环热水管道连通。本实用新型提出的生产1,2‑环氧丁烷的装置降低反应器数量，反应安全可控，降低能耗，提高装置安全性，安全环保。

Description

一种生产1,2-环氧丁烷的装置

技术领域：

本实用新型属于环氧丁烷的生产技术领域，具体涉及一种生产1,2-环氧丁烷的装置。

背景技术：

作为烯烃环氧化物，与环氧乙烷和环氧丙烷相比，在分子结构上，1,2-环氧丁烷拥有更多数量的-CH₂-官能团，当作为单体合成聚醚多元醇时，其产品具有优异的疏水性能，特别适合用于某些要求严格的建筑及设备的外表面防水涂层。同时，以1,2-环氧丁烷为单体共聚所合成的聚氨酯材料拥有优异的耐寒性能，特别适用于气候严寒地区。

近年来环氧丁烷的市场需求量不断增长，相关生产环氧丁烷的工艺装置导致环境污染问题比较突出，亟待解决该问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种生产1,2-环氧丁烷的装置，本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的装置解决了现有技术中存在的反应器和控制仪表数量多，控制复杂，反应热不能利用，能耗高等问题，使生产1,2-环氧丁烷的反应安全可控，降低能耗，提高装置安全性，安全环保。

本实用新型的目的是提供一种生产1,2-环氧丁烷的装置，包括列管式固定床反应器、过氧化氢异丙苯(CHP)/过氧化氢乙苯(EBHP)进料管道和1-丁烯进料管道，所述的1-丁烯进料管道包括连通的第一1-丁烯进料管道和第二1-丁烯进料管道，所述的列管式固定床反应器顶部设置有物料进料口，物料进料口与CHP/EBHP进料管道连通，所述的CHP/EBHP进料管道与第一1-丁烯进料管道连通使1-丁烯与CHP/EBHP混合后进入列管式固定床反应器进行反应，所述的列管式固定床反应器侧部设置有气液混合物流通管道，所述的气液混合物流通管道与汽包连通，汽包上设置有循环热水出口，所述的循环热水出口与循环热水管道连通，所述的循环热水管道一端与汽包连通，另一端通过设置在列管式固定床反应器下部的循环热水入口与列管式固定床反应器连通，所述的列管式固定床反应器底部设置有第一物料出口，第一物料出口与物料出口管道连通，第二1-丁烯进料管道与物料出口管道连通使1-丁烯与经过列管式固定床反应器反应后的物料进入绝热式固定床反应器进行反应。

本实用新型采用列管式固定床反应器(一级)和绝热式固定床反应器(二级)串联结构，列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中装填TiO₂/SiO₂分子筛催化剂，催化剂的寿命提高至≥180天，半年左右更换一次催化剂，使采用列管式固定床反应器成为现实，一级反应器可采用一台列管式固定床反应器，停车更换催化剂；一级反应器也可采用两台列管式固定床反应器切换操作，其中一台列管式固定床反应器更换催化剂，切换至另外一台列管式固定床反应器反应。列管式固定床反应器出料采用冷的1-丁烯冷激，控制绝热式固定床反应器入口温度，反应安全可控，实现生产装置本质安全。

优选地，所述的CHP/EBHP进料管道端部设置有CHP/EBHP进料泵。

1-丁烯与CHP或EBHP发生环氧化反应，反应热约210kJ/mol，为强放热反应。为有效及时移走反应热，列管式固定床反应器采用热水产生低压蒸汽撤除反应热，可充分利用反应热，低压蒸汽可作为反应单元或后续分离单元的热源。

优选地，所述的第一1-丁烯进料管道上设置有1-丁烯进料预热器。1-丁烯经预热后与过氧化氢异丙苯(CHP)或过氧化氢乙苯(EBHP)混合后进入列管式固定床反应器进行反应，更利于反应的进行。

优选地，所述的汽包顶部设置有蒸汽出口。从蒸汽出口排出的低压蒸汽可作为装置中反应单元或后续分离单元的热源。

优选地，所述的绝热式固定床反应器底部设置有第二物料出口，第二物料出口与后续分离单元相连通，将排出的产物进行分离。

优选地，所述的循环热水管道上设置有循环热水泵，循环热水从汽包下方出，经过循环热水泵增压后，从列管式固定床反应器下部的壳程进入列管式固定床反应器，为反应的正常进行提供条件。

列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中反应物料的流向为上进下出，其中列管式固定床反应器管程走反应物料，壳程走循环热水。

本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的装置的工艺流程是：CHP或EBHP进料经过物料进料泵增压，1-丁烯进料经过1-丁烯进料泵增压后分为第一1-丁烯进料管道和第二1-丁烯进料管道，第一1-丁烯进料管道经1-丁烯进料预热器预热后，与增压后的CHP或EBHP进料混合进入列管式固定床反应器(一级)，第二1-丁烯进料管道与经过列管式固定床反应器反应排出的物料通过物料出口管道混合后进入绝热式固定床反应器(二级)，绝热式固定床反应器出料去后续分离单元，循环热水从汽包下方出，经过循环热水泵增压后，从列管式固定床反应器下部壳程进入列管式固定床反应器，循环热水经过加热，气液混合物进入汽包发生气液分离，分离出的低压蒸汽可作为其它设备的热源等用途。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的装置其运用绝热式固定床反应器，作为保护床，防止CHP或EBHP穿透反应器进入分离单元发生热分解造成安全隐患，列管式固定床反应器出料采用冷的1-丁烯冷激，控制绝热式固定床反应器入口温度，达到控制反应温升的目的。

2、本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的装置降低反应器数量，反应安全可控，降低能耗，提高装置安全性，安全环保。

附图说明：

图1是本实用新型生产1,2-环氧丁烷的装置的结构示意图；

附图标记说明：1、列管式固定床反应器；2、绝热式固定床反应器；3、CHP/EBHP进料泵；4、1-丁烯进料泵；5、1-丁烯进料预热器；6、汽包；7、循环热水泵；8、CHP/EBHP进料管道；9、第一1-丁烯进料管道；10、第二1-丁烯进料管道；11、气液混合物流通管道；12、循环热水管道；13、物料出口管道。

具体实施方式：

以下实施例是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。

实施例：

如图1所示：一种生产1,2-环氧丁烷的装置，包括列管式固定床反应器1、CHP进料管道8和1-丁烯进料管道，1-丁烯进料管道包括连通的第一1-丁烯进料管道9和第二1-丁烯进料管道10，列管式固定床反应器1顶部设置有物料进料口，物料进料口与CHP进料管道8连通，CHP进料管道8与第一1-丁烯进料管道9连通使1-丁烯与CHP混合后进入列管式固定床反应器1进行反应，列管式固定床反应器1侧部设置有气液混合物流通管道11，气液混合物流通管道11与汽包6连通，汽包6上设置有循环热水出口，循环热水出口与循环热水管道12连通，循环热水管道12一端与汽包6连通，另一端通过设置在列管式固定床反应器1下部的循环热水入口与列管式固定床反应器1连通，列管式固定床反应器1底部设置有第一物料出口，第一物料出口与物料出口管道13连通，第二1-丁烯进料管道10与物料出口管道13连通使1-丁烯与经过列管式固定床反应器1反应后的物料进入绝热式固定床反应器2进行反应。CHP进料泵3、1-丁烯进料泵4和循环热水泵7，本领域技术人员根据实际情况选择的均可。

物料为过氧化氢异丙苯(CHP)或过氧化氢乙苯(EBHP)，1-丁烯与CHP或EBHP发生环氧化反应生成1,2-环氧丁烷，反应热约210kJ/mol，为强放热反应，为有效及时移走反应热，列管式固定床反应器采用热水产生低压蒸汽撤除反应热，可充分利用反应热，低压蒸汽可作为反应单元或后续分离单元的热源。在本实施例中以过氧化氢异丙苯(CHP)和1-丁烯反应生成1,2-环氧丁烷为例来说明，过氧化氢乙苯(EBHP)和1-丁烯反应生成1,2-环氧丁烷的原理与过氧化氢异丙苯(CHP)和1-丁烯反应生成1,2-环氧丁烷的原理相同，所使用的工艺流程和生产装置与过氧化氢异丙苯(CHP)和1-丁烯反应生成1,2-环氧丁烷所使用的工艺流程和生产装置相同，在此不做赘述。

第一1-丁烯进料管道9上设置有1-丁烯进料预热器5，1-丁烯经预热后与过氧化氢异丙苯(CHP)混合后进入列管式固定床反应器1进行反应，更利于反应的进行。汽包6顶部设置有蒸汽出口，从蒸汽出口排出的低压蒸汽可作为装置中反应单元或后续分离单元的热源。绝热式固定床反应器2底部设置有第二物料出口，第二物料出口与后续分离单元相连通，将排出的产物进行分离。循环热水管道12上设置有循环热水泵7，循环热水从汽包6下方出，经过循环热水泵增压后，从列管式固定床反应器1下部的壳程进入列管式固定床反应器，为反应的正常进行提供条件。

本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的工艺流程是：CHP进料经过CHP进料泵3增压，1-丁烯进料经过1-丁烯进料泵4增压后分为第一1-丁烯进料管道9和第二1-丁烯进料管道10，第一1-丁烯进料管道9经1-丁烯进料预热器5预热后，与增压后的CHP进料混合进入列管式固定床反应器1(一级)，第二1-丁烯进料管道10与经过列管式固定床反应器1反应排出的物料通过物料出口管道13混合后进入绝热式固定床反应器2(二级)，绝热式固定床反应器2出料去后续分离单元，循环热水从汽包6下方出，经过循环热水泵7增压后，从列管式固定床反应器1下部壳程进入列管式固定床反应器，循环热水经过加热，气液混合物进入汽包6发生气液分离，分离出的低压蒸汽可作为其它设备的热源等用途。

按照上述生产1,2-环氧丁烷的装置，设定列管式固定床反应器反应压力为3.0MPaG，入口温度为60℃，出口温度为130℃。绝热式固定床反应器反应压力为3.2MPaG，入口温度为60℃，列管式固定床反应器催化剂初期，绝热式固定床反应器出口温度为60℃，末期，绝热式固定床反应器出口温度为80℃～100℃。在列管式固定床反应器出口设置冷却器，或通过冷1-丁烯调节绝热式固定床反应器入口温度。

1-丁烯物流和CHP物流中CHP的摩尔比为6：1，其中CHP原料浓度为30％～60％，剩余组分为异丙苯。列管式反应器CHP原料液体质量空速为0.75h^-1。

列管式固定床反应器中壳程内的循环热水与管程内的反应物料朝相反方向流动，连续撤出反应热，循环热水进入列管式固定床反应器温度为130℃，持续产生0.18MPaG低压蒸汽，蒸汽量为0.770吨蒸汽/1吨1,2-环氧丁烷。列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中装填催化剂，该催化剂可以为本领域技术人员可以想到，只要能实现该反应的催化剂均可。列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中催化剂装填量质量比为1：2。

本实用新型提出的生产1,2-环氧丁烷的装置可实现反应器正常、稳定、安全操作，CHP转化率≥99.4％，1,2-环氧丁烷摩尔选择性≥99.0％。

以上对本实用新型提供的生产1,2-环氧丁烷的装置进行了详细的介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：包括列管式固定床反应器、CHP/EBHP进料管道和1-丁烯进料管道，所述的1-丁烯进料管道包括连通的第一1-丁烯进料管道和第二1-丁烯进料管道，所述的列管式固定床反应器顶部设置有物料进料口，物料进料口与CHP/EBHP进料管道连通，所述的CHP/EBHP进料管道与第一1-丁烯进料管道连通使1-丁烯与CHP/EBHP混合后进入列管式固定床反应器进行反应，所述的列管式固定床反应器侧部设置有气液混合物流通管道，所述的气液混合物流通管道与汽包连通，汽包上设置有循环热水出口，所述的循环热水出口与循环热水管道连通，所述的循环热水管道一端与汽包连通，另一端通过设置在列管式固定床反应器下部的循环热水入口与列管式固定床反应器连通，所述的列管式固定床反应器底部设置有第一物料出口，第一物料出口与物料出口管道连通，第二1-丁烯进料管道与物料出口管道连通使1-丁烯与经过列管式固定床反应器反应后的物料进入绝热式固定床反应器进行反应。

2.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的CHP/EBHP进料管道端部设置有CHP或EBHP进料泵。

3.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的1-丁烯进料管道端部设置有1-丁烯进料泵。

4.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的第一1-丁烯进料管道上设置有1-丁烯进料预热器。

5.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的汽包顶部设置有蒸汽出口。

6.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的绝热式固定床反应器底部设置有第二物料出口。

7.根据权利要求1所述的生产1,2-环氧丁烷的装置，其特征在于：所述的循环热水管道上设置有循环热水泵。