[發(fā)明專利]生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310411768.3
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103450116A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 楊建平;葉志一;白玫;何琨
• 申請（專利權）人: 中石化上海工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/12;B01J8/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 張惠明

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技術領域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。

技術背景

化學工業(yè)是屬于知識和資金密集型的行業(yè)。隨著科學技術的發(fā)展，逐步發(fā)展為一個多行業(yè)、多品種的生產(chǎn)部門，出現(xiàn)了一大批綜合利用資源和規(guī)模大型化的化工企業(yè)；化學工業(yè)也是國民經(jīng)濟中的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。化學反應器是化工廠的核心部分，目前95%以上的化學反應是通過催化反應器來完成的。如：雙氧水法制環(huán)氧丙烷（簡稱HPPO法）工藝屬近幾年國際上剛剛進入工業(yè)化應用的節(jié)能環(huán)保型工藝技術；該技術中的雙氧水與丙烯在催化劑作用下的合成反應是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過程中的核心工藝，目前該工藝的反應過程是在列管內裝有鈦硅分子篩催化劑列管式固定床反應器中進行的。

CN?201220569603.X涉及了一種新型焊接式板式換熱器，它通過設置在正方形四角均有對稱凹進缺口的波紋板片，將相鄰兩板片互為旋轉90°，由于板束與邊框彎板直接焊接，減少了內部空間，具有結構簡單緊湊、節(jié)能降耗等優(yōu)點；但此專利只涉及到換熱器的板式結構，無法在換熱板與換熱板之間填充催化劑，故不能在反應器方面得到應用。

CN?200380100785.X涉及一種新型板式催化反應器，通過高效率地控制催化劑層內的溫度分布，提供可期待提高反應效果及延長催化劑壽命的板式催化反應器，但此專利采用圓弧或橢圓弧的波形板結構，雖然比列管式反應器有所進步，但是仍然存在化學反應過程中的傳熱困難，催化劑局部易發(fā)生“飛溫”現(xiàn)象，從而導致催化劑使用壽命縮短等問題。

本發(fā)明有針對性的解決了該問題。

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發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中采用固定床列管式反應器或圓弧/橢圓弧的波形板結構反應器存在的傳熱效果差、催化劑層局部易發(fā)生“飛溫”現(xiàn)象、導致催化劑使用壽命縮短的問題，提供一種新的生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。該方法用于環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)中，具有傳熱效果好、“飛溫”現(xiàn)象少、催化劑使用壽命長的優(yōu)點。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法丙烯、甲醇與助劑和雙氧水充分混合后進入板式催化反應器，與鈦硅分子篩催化劑接觸，在反應壓力以表壓計為0.5～4.0MPa、反應溫度為10～120℃下反應生成包括環(huán)氧丙烷的產(chǎn)品；其中，所述反應器內部以固定的間隔并列地排列多塊傳熱板，相鄰兩塊傳熱板的波形板凹面與凸面對置排列，形成一組傳熱板，該組傳熱板形成的內部空間作為催化劑填充空間，所述該組傳熱板與相鄰的另一組傳熱板之間形成的空隙通道作為傳熱介質流通空間，且相鄰兩組傳熱板交錯布置，每塊傳熱板的凸面結構為多邊形，邊數(shù)為2~8。

上述技術方案中，優(yōu)選地，所述傳熱板通過焊接的方式固定在反應器壁上。

上述技術方案中，優(yōu)選地，所述傳熱介質流動方向與原料流動方向形成逆流。

上述技術方案中，優(yōu)選地，所述每塊傳熱板的凸面或凹面結構為三角形、梯形、矩形、五邊形、六邊形中的一種，更優(yōu)選地為梯形或矩形。

上述技術方案中，優(yōu)選地，所述每塊傳熱板除了在反應器壁焊接處接觸外，其它位置互不接觸。

上述技術方案中，優(yōu)選地，所述催化劑填充空間與傳熱介質流通空間通過換熱板實現(xiàn)隔離，傳熱介質為水。

上述技術方案中，優(yōu)選地所述助劑選自氯化鋰、硝酸鈉、硫酸鉀、磷酸二氫銨中的至少一種；所述催化劑的TiO₂：SiO₂為1：7～99。

上述技術方案中，優(yōu)選地所述板式催化反應器的反應壓力以表壓計為1.0～3.0MPa、反應溫度為30～80℃。

上述技術方案中，優(yōu)選地所述丙烯、雙氧水、助劑、甲醇的摩爾比為1.5~2.5：1：1.5~2.5：8~12。

本發(fā)明涉及的高傳熱效率的板式催化反應器能夠有效提高化學反應的傳熱效率，其設備傳熱阻力小、傳熱速率快，傳熱系數(shù)K值從現(xiàn)有技術的300～500?w/m²k提高1000～2000?w/m²k之間，減少“飛溫”現(xiàn)象，防止催化劑局部過熱損傷，從而將現(xiàn)有技術催化劑的平均使用壽命從3.0年延長到4.0年，取得了較好的技術效果。

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附圖說明

圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。

圖1中1為雙氧水進料管線；2為丙烯進料管線；3為甲醇進料管線；4為助劑進料管線；5為傳熱介質入口管線；6為傳熱介質出口管線；7為環(huán)氧丙烷產(chǎn)品管線；8為混合器；9為靜態(tài)混合器；10為板式催化反應器；11為板式催化反應器原料入口；12為板式催化反應器產(chǎn)物出口；13為副產(chǎn)物管線。