CN209917842U - 一种丙烯环氧化分段反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种丙烯环氧化分段反应装置，包括反应器，经由混合器混合后的原料丙烯、甲醇与双氧水混合物自进料口进入所述反应器，所述反应器设置三个所述进料口，所述反应器内层管壁为波纹管壁，所述反应器内层管壁与外层管壁之间的腔室充填循环冷却介质，所述反应器内层管壁内为反应区，催化剂按比例分三段装填在所述反应区内，每段催化剂之间装填填料。本实用新型波纹管壁大大增加了传热面积，有利于反应热的转移，采用三段式催化剂填充及三段式进料方式，有利于反应热的分散释放。反应热的有效控制减少了丙烯环氧化反应中双氧水的无效分解，降低了安全隐患，提高了环氧丙烷选择性以及双氧水有效利用率，适用于工业化生产中。
Description
技术领域
本实用新型属于化工领域，具体涉及一种丙烯环氧化分段反应装置。
背景技术
环氧丙烷，又名甲基环氧丙烷或氧化丙烯，是除聚丙烯和丙烯腈之外的第三大丙烯衍生物，是一种重要的基本有机化工原料。主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇、丙二醇醚、碳酸丙烯酯、异丙醇胺、1,4-丁二醇以及丙烯醇等，是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料，在汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业具有广泛的应用。
目前，环氧丙烷的工业生产方法主要有氯醇化法、共氧化法、异丙苯氧化法 (CHP法)和过氧化氢直接氧化法(HPPO法)，其中HPPO法因为环保无污染而成为当今研究开发的重点和热门，并日趋成熟，展现出良好的工业化前景。
HPPO法是以双氧水和丙烯为原料合成环氧丙烷的新工艺，该工艺克服了氯醇法设备腐蚀严重，废液、废渣多的缺点，工艺流程简单，产品收率高，生产过程中只生成环氧丙烷和水，“三废”排放少，属于环境友好的清洁生产工艺，是环氧丙烷工业化生产的发展方向。
在使用HPPO法生产环氧丙烷的过程中，反应大量放热，导致反应实际温度远远高于设定温度，双氧水分解严重，生成的氧气在生产过程中存在较大的隐患。并且反应温度高时，反应生成的副产含量升高，环氧丙烷选择性低，同时会造成催化剂积碳，影响催化剂寿命。
另外，由于原料丙烯与双氧水、溶剂的互溶性较差，影响反应结果，因此要提高此反应过程中各原料的混溶效果。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种丙烯环氧化分段反应装置
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种丙烯环氧化分段反应装置，该装置不仅能够提高原料的混溶性，最重要的是能够有效地移除反应热，进而提高反应性能和催化剂寿命。
本实用新型的技术方案如下：
本实用新型的一种丙烯环氧化分段反应装置，包括反应器，经由混合器混合后的原料丙烯、甲醇与双氧水混合物自进料口进入所述反应器，所述反应器设置三个所述进料口，所述反应器内层管壁为波纹管壁，所述反应器内层管壁与外层管壁之间的腔室充填循环冷却介质，所述反应器内层管壁内为反应区，催化剂按比例分三段装填在所述反应区内，每段催化剂之间装填填料。
优选所述反应器为固定床反应器、列管式反应器或者塔式反应器。
优选所述催化剂分三段装填，自下而上装填量占总量的质量百分数为 50～70％：20～30％：10～20％。
优选所述催化剂为钛硅分子筛。
优选每段催化剂下面的填料段连通一个所述进料口，所述原料分三路经由混合器进入反应器的三段所述催化剂下部的填料段，该三路的所述原料质量比例、大小顺序与所述催化剂装填比例、大小顺序相同。
优选所述混合器为膜管混合器或者进料微通道混合器。
优选所述反应器波纹管壁材质为碳钢或者不锈钢。
优选所述循环冷却介质为水。
优选所述填料为陶瓷球或者玻璃球。
本实用新型的技术效果：
本实用新型波纹管壁大大增加了传热面积，有利于反应热的转移，采用三段式催化剂填充及三段式进料方式，有利于反应热的分散释放。反应热的有效控制减少了丙烯环氧化反应中双氧水的无效分解，降低了安全隐患，提高了环氧丙烷选择性以及双氧水有效利用率，适用于工业化生产中。
附图说明
附图1为丙烯环氧化分段反应装置图。
其中，1-丙烯；2-双氧水与甲醇混合物；3-混合器；4-填料；5-催化剂；6- 波纹管壁；7-冷却介质；8-外层管壁，9-反应器。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
参见附图1所示，一种丙烯环氧化分段反应装置，包括反应器，经由混合器 3混合后的原料丙烯1、甲醇与双氧水混合物2自进料口进入所述反应器，所述反应器设置三个所述进料口，所述反应器内层管壁为波纹管壁6，所述反应器内层管壁6与外层管壁8之间的腔室充填循环冷却介质7，所述反应器内层管壁内为反应区，催化剂5按比例分三段装填在所述反应区内，每段催化剂之间装填填料4。
优选所述反应器为固定床反应器、列管式反应器或者塔式反应器。
优选所述催化剂5分三段装填，自下而上装填量占总量的质量百分数为 50～70％：20～30％：10～20％。
优选所述催化剂为钛硅分子筛。
优选每段催化剂下面的填料段连通一个所述进料口，所述原料分三路经由混合器3进入反应器的三段所述催化剂5下部的填料段，该三路的所述原料质量比例、大小顺序与所述催化剂装填比例、大小顺序相同。
优选所述混合器3为膜管混合器或者进料微通道混合器。
优选反应器波纹管壁6材质为碳钢或者不锈钢。
优选所述循环冷却介质7为水。
优选所述填料4为陶瓷球或者玻璃球。
实施例1
固定床反应器中催化剂自下而上装填催化剂总量的质量百分数为50％：30％：20％，相应的丙烯、双氧水与甲醇混合物三段进料自下而上的占总量的质量百分比为50％：30％：20％，原料经由膜管混合器进入反应器中，催化剂之间装填玻璃球填料，催化剂为钛硅分子筛(TS-1)，反应平稳后取样分析，双氧水转化率 99.8％，环氧丙烷选择性98.5％，双氧水有效利用率95.4％。
实施例2
固定床反应器中催化剂自下而上装填总量的质量百分数为70％：20％：10％，相应的丙烯、双氧水与甲醇混合物三段进料自下而上的占总量的质量百分比为 70％：20％：10％，原料经由膜管混合器进入反应器中，催化剂之间装填玻璃球填料，催化剂为钛硅分子筛(TS-1)，反应平稳后取样分析，双氧水转化率99.8％，环氧丙烷选择性97.7％，双氧水有效利用率93.8％。
Claims (9)
1.一种丙烯环氧化分段反应装置，包括反应器，经由混合器混合后的原料丙烯、甲醇与双氧水混合物自进料口进入所述反应器，其特征在于，所述反应器设置三个所述进料口，所述反应器内层管壁为波纹管壁，所述反应器内层管壁与外层管壁之间的腔室充填循环冷却介质，所述反应器内层管壁内为反应区，催化剂按比例分三段装填在所述反应区内，每段所述催化剂之间装填填料。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述反应器为固定床反应器、列管式反应器或者塔式反应器。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述催化剂分三段装填，自下而上装填量占总量的质量百分数为50～70％：20～30％：10～20％。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述催化剂为钛硅分子筛。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，每段催化剂下面的填料段连通一个所述进料口，所述原料分三路经由混合器进入反应器的所述催化剂下部的三段填料段，该三路的所述原料质量比例、大小顺序与所述催化剂装填比例、大小顺序相同。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述混合器为膜管混合器或者进料微通道混合器。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述反应器波纹管壁材质为碳钢或者不锈钢。
8.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述循环冷却介质为水。
9.根据权利要求1所述的一种丙烯环氧化分段反应装置，其特征在于，所述填料为陶瓷球或者玻璃球。
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| CN111569785A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-08-25 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种浸没式丙烯水合微界面强化反应***及工艺 |
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