[發明專利]丙烯氯醇化管式反應器及反應方法

無效

• 申請號: 02113070.1
• 申請日: 2002-05-30
• 公開（公告）號: CN1388106A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 吳龍國;許建農;裴天鈞
• 申請（專利權）人: 中國石化集團金陵石油化工有限責任公司
• 主分類號: C07C31/36
• 分類號: C07C31/36;C07C29/62;C07C29/64;C07D305/04;B01J10/00
• 代理公司: 南京經緯專利代理有限責任公司
• 代理人: 沈廉

一、技術領域：

本發明是一種化工生產中的管式反應裝置，特別是一種工業化生產環氧丙烷中丙烯氯醇化的裝置。

二、背景技術：

環氧丙烷(Propylene?Oxide)(以下簡稱：PO)又名氧化丙烯，是僅次于聚丙烯和丙烯腈的丙烯第三大衍生物，主要用于合成聚氨酯用聚醚多元醇及丙二醇。其中，聚醚多元醇用PO，約占PO總消耗量的70％。

工業化PO生產技術主要為氯醇法、共氧化法，國內均為氯醇法。丙烯氯醇化是氯醇法PO工藝的主要反應步驟，國內工業化裝置基本為塔式、管塔結合兩種形式。塔式反應中，丙烯由主塔底部入塔，經分布器成細小泡狀在主塔內上升，氯氣由副塔入塔，經分布器預溶于水，生成次氯酸(HCLO)后，與丙烯進一步反應生成氯丙醇(PCH)。氯醇反應的關鍵在于氯氣、丙烯的預溶，而塔式反應器由于氣液傳質效率、兩相比表面積較低，氯氣的預溶效果較差，致使設備體積龐大，副產較多，影響了PO收率(86％左右)，也制約了裝置規模的大型化。管-塔結合為日本旭硝子技術，其管式反應段為一點進料，為保證足夠的收率，管反段出料濃度偏低，完成全部反應的45％，需與塔式反應器結合，以達到有效氯丙醇濃度。一定意義上，可以認為此管式反應器并不完善，僅起到增強氯氣預溶效果的目的。

近年來，主要PO生產廠家，均對原有裝置進行了不同程度的擴容改造，但基本局限于裝置能力的擴大，氯醇化生產技術涉及較少，國內外氯醇化技術的研究和開發亦無明顯進展，幾乎無專利申請，僅有有關皂化和廢物利用的報道。

與共氧化法工藝相比，傳統氯醇法工藝簡單，流程短，對設備要求不高，但氯醇化反應機理及氯醇法反應設備，限制了裝置的加工能力及綜合效益。PO工業發展現狀表明，今后相當長的一段時期內，仍將以傳統氯醇法為主。

三、發明內容：

(1)發明目的

本發明的目的是提供一種原料轉化效率高、運行成本低、反應器體積小、適合于大規模生產的丙烯氯醇化管式反應器及反應方法。

(2)技術方案

本發明的丙烯氯醇化管式反應器及反應方法是一種工業化生產環氧丙烷中丙烯氯醇化的裝置及反應方法，該反應器由5～80組串相聯的反應單元組成，每一個反應單元由一根氯氣預溶反應管和一根丙烯氯醇化反應管組成，氯氣預溶反應管的后端接丙烯氯醇化反應管的前端，丙烯氯醇化反應管的后端為該反應單元的出口并與下一反應單元的進口端相連通，最后一級丙烯氯醇化反應器的出口端為成品氯丙烯出口端，第一級氯氣預溶反應管的進口氯端為工藝水的進口端，每一根丙烯氯醇化反應管的進料端與丙烯進料管相接，每一根氯氣預溶反應管的進氣端與氯氣進氣管相接；在每個氯氣進氣口處均設有氯氣分布器，在每個丙烯進料口均設有丙烯分布器；各反應單元的丙烯進料口同時進料，進料的壓力大于0.2Mpa小于2Mpa；各反應單元的進氣口同時進氯氣，進氣壓力大于0.2Mpa小于2Mpa，各反應單元的出口氯丙醇濃度梯級提升，至最后一級丙烯氯醇化反應管出口端達到工藝要求；丙烯進料壓力優化范圍為大于0.25Mpa，小于0.5Mpa；氯氣壓力優化范圍為大于0.2Mpa，小于0.5Mpa；工藝水與氯氣之比大于1000升/m³，小于10000升/m³，丙烯與氯氣之比大于1000升/m³，小于10000升/m³；工藝水與氯氣之比優化范圍為大于2000升/M³，小于5000升/M³，工藝水與丙烯之比優化范圍為小于2000升/M³，小于5000升/M³。

(3)技術效果

原料丙烯與氯氣直接接觸生成副產物二氯丙烷，是影響丙烯氯醇化反應效果的根本因素。本發明通過提高原料氯氣在水中的預溶效果，降低丙烯與氣相氯氣直接接觸的機率，從而抑制副反應，提高主反應的選擇性。本發明通過多級管式反應方式的運用，將傳統反應器及反應方式中，原料丙烯、氯氣一次性投料形式，從空間拆分為若干次，只要反應單元數量足夠，即可保證每一反應單元中，氯氣進料量遠低于其飽和溶解度，同時每一反應單元中氯氣預溶反應管所生成的次氯酸，在該單元的丙烯氯醇化反應中及時得以消耗。上述兩點可以顯著增強氯氣、丙烯在水介質中的溶解、分散性，減少了氯氣與丙烯直接接觸的機率。