[實用新型]一種微通道反應器合成環氧丙烷的裝置

有效

• 申請號: 201920463000.3
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN209872834U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 王根林;丁克鴻;徐林;馬春輝;王鋮;劉相李;殷恒志
• 申請（專利權）人: 江蘇揚農化工集團有限公司;江蘇瑞祥化工有限公司;江蘇瑞恒新材料科技有限公司
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/19;B01J19/00
• 代理公司: 11014 北京恒和頓知識產權代理有限公司
• 代理人: 揭玉斌

本實用新型公開了一種微通道反應器合成環氧丙烷的裝置。其特征在于，該裝置包括依次相連的微通道混合器4、微通道預熱器5、微通道反應器6、產物冷卻器7、產物分離罐8、產物收集罐10，與產物分離罐8相連的背壓閥9，并且微通道混合器4與丙烯、雙氧水、甲醇溶液管線相連。本裝置均相進料，燃爆危險低、雙氧水轉化率高，環氧丙烷收率高。

技術領域

本實用新型屬于石油化工技術領域，涉及一種通過微通道反應器合成環氧丙烷的裝置與方法。

背景技術

有高活性的氧化基存在的環氧丙烷是僅次于聚丙烯的第二大類丙烯衍生物，在當今化學工業中受到廣泛應用。環氧丙烷是生產聚醚多元醇、異丙醇胺和羥丙基纖維素醚等的活性中間體，也廣泛用于增塑劑、阻燃劑、破乳劑、乳化劑、潤滑油等的原料之一。目前國內生產環氧丙烷的工藝方法包括：氯醇法、共氧化法、和過氧化氫直接氧化法(HPPO法)。

氯醇法生產過程中廢水、廢渣排放量大，廢水具有“五高”特點，設備易被腐蝕，該技術已經被很多歐美國家淘汰。2011年政府頒布的《產業結構調整指導目錄(2011年本)》明確指出：限制新建氯醇法環氧丙烷生產裝置，氯醇法生產環氧丙烷面臨退出的風險。共氧化法需要較高的丙烯純度，工藝流程長，設備成本高，建設投資大；生產過程中聯產物種類多，受聯產物市場制約大。HPPO法工藝簡單，條件溫和，基本無污染，產品單一，是目前公認的最環保生產技術。

已實現工業化的HPPO工藝為鈦硅分子篩催化雙氧水氧化丙烯得到環氧丙烷。主要副反應包括：雙氧水分解成氧氣和水，環氧丙烷水解生成丙二醇、環氧丙烷與甲醇反應生成丙二醇甲醚等等。丙烯在空氣中的爆炸極限為2％～11％，雙氧水氧化丙烯制環氧丙烷反應的燃爆危險非常高。生產上為降低燃爆危險，通常需向反應器內通入稀釋氣氮氣，同時還需要增加除氧設備，增加了投資及運行成本。而且在HPPO法制環氧丙烷的固定床反應器中大多存在傳熱效果差、溫度不均勻、器內反應溫度難以控制等問題。

微化工技術是近年來興起的用于制備農藥、醫藥等化工中間體的通過過程強化實現綠色合成的一門新技術，通過改變流體傳質、傳熱和流動特性來強化反應過程。微反應器的性能在溫度控制、時間控制、安全控制方面有極大優勢。微反應器具有體積小、綠色安全、副反應少、數增放大等特點，即通過增加微反應單元來實現量產，基本沒有放大效應。

中國專利CN107216296A公了開一種在微通道反應器內制備環氧丙烷的方法。將丙烯在微通道反應器內，在氣相與氫、氧原位化合產生的過氧化氫接觸，在催化劑的作用下直接生成環氧丙烷。在100℃，0.5MPa條件下，進入反應區的四種氣體的流速比為H₂:O₂:C₃H₆:N₂＝5:5:5:10(mL/min)，測得丙烯轉化率8.2％，環氧丙烷選擇性91.5％。該方法原料全部為為氣相進料，但丙烯轉化率低，氫氣、丙烯與氧氣直接接觸易產生燃爆風險，且反應溫度較高，造成運行成本高，能耗高。

因此，需要提供一種新的微通道反應器合成環氧丙烷的方法以解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可解決現有技術合成環氧丙烷中存在的有燃爆危險、傳熱效果差、非均相進料、雙氧水轉化率低、環氧丙烷收率低的問題的方法。

本實用新型涉及一種通過填充式微通道裝置，使丙烯、雙氧水、甲醇溶液保持均相進料，通過微通道混合器、預熱器、反應器制備環氧丙烷的方法。

一種微通道反應器合成環氧丙烷的方法，它包括如下步驟：

(1)將液態丙烯、雙氧水溶液、甲醇溶液同時泵入微通道混合器中；

(2)通過步驟(1)混合后，將均相混合液送入微通道預熱器；

(3)通過步驟(2)中微通道預熱器預熱后再將混合液送入微通道反應器反應；