[發(fā)明專利]一種采用懸浮床反應(yīng)器生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011641280.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112604608A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧甲忠;宋萬倉;郭春壘;于海斌;劉冠鋒;洪魯偉;李晨;費(fèi)亞南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司;中國海洋石油集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/00
• 分類號(hào): B01J8/00;B01J8/02;C07D303/04;C07D301/12;C07D301/19
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本發(fā)明涉及一種采用懸浮床反應(yīng)器生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)環(huán)氧化反應(yīng)過程中反應(yīng)撤熱效率低、催化劑置換難度大的問題。本發(fā)明方法包括：烯烴、溶劑和氧化劑預(yù)混合均勻后經(jīng)分布器進(jìn)入催化劑床層，通過物料流動(dòng)使催化劑懸浮形成催化劑懸浮床層，反應(yīng)區(qū)溫度25～80℃；反應(yīng)產(chǎn)物、溶劑和水向上進(jìn)入后續(xù)的分離單元得到環(huán)氧化物；其中烯烴、溶劑和雙氧水的摩爾比為1：1～20：0.2～1；反應(yīng)物料在反應(yīng)段的線速度為0.2～2.0m/h；反應(yīng)段內(nèi)催化劑裝填體積為反應(yīng)段體積的20～60％。通過本發(fā)明的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)環(huán)氧化反應(yīng)高效、連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種烯烴環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法，具體涉及一種采用懸浮床反應(yīng)器生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧化合物是一類用途極廣的有機(jī)合成中間體。烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)是形成環(huán)氧化物的最重要的途徑。傳統(tǒng)通過烯烴生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法是氯醇法，該工藝發(fā)展成熟、產(chǎn)物選擇性高，但生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含氯廢水和廢渣，同時(shí)次氯酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；共氧化法生產(chǎn)環(huán)氧化物克服了氯醇法中的污染大、設(shè)備腐蝕的缺點(diǎn)，但其對(duì)烯烴原料的純度要求高、工藝流程冗長。以過氧化氫為氧化劑、催化劑作用下催化烯烴環(huán)氧化制環(huán)氧化物的工藝具有高效、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，過氧化氫催化直接環(huán)氧化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，以丙烯環(huán)氧化為例，反應(yīng)放熱量達(dá)700～1400MJ/h/m³。為快速移除反應(yīng)熱、維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定，烯烴環(huán)氧化反應(yīng)需要選擇在傳熱能力強(qiáng)的反應(yīng)器中進(jìn)行。

目前工業(yè)上列管式固定床是烯烴環(huán)氧化反應(yīng)常用的反應(yīng)器。列管式反應(yīng)器將催化劑裝填于列管內(nèi)，反應(yīng)物在列管內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)放出熱量通過列管間換熱介質(zhì)移除。環(huán)氧化反應(yīng)過程中，需使用大量的冷卻水移走反應(yīng)反應(yīng)熱，同時(shí)列管的管徑小，容易造成壁面效應(yīng)，催化劑裝填不均勻、物料分布不均勻。專利CN103724299A公開一種采用n臺(tái)反應(yīng)器串聯(lián)的方式改進(jìn)傳熱效果差、反應(yīng)溫度不均勻、反應(yīng)器內(nèi)溫度難控制的問題。專利CN103638876A、CN109289721A通過調(diào)控?fù)Q熱介質(zhì)溫度和進(jìn)入方式提高換熱效率，降低換熱能耗。CN209866000U、CN107376792A、CN103450116A、CN1694759A、CN105080433A等專利通過對(duì)反應(yīng)器內(nèi)管式結(jié)構(gòu)改進(jìn)為板式結(jié)構(gòu)以提高換熱效率，提高反應(yīng)穩(wěn)定性。以上公開專利，通過改進(jìn)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)提高了換熱效率，但仍為無法克服固定床反應(yīng)器催化劑裝填難度大、反應(yīng)物分布不均勻及催化劑再生時(shí)需部分裝置停車等問題。

專利CN1256273A公開一種丙烯用雙氧水制取環(huán)氧丙烷的反應(yīng)設(shè)備，該設(shè)備適用于細(xì)顆粒鈦硅分子篩催化劑與料液混合呈淤漿狀在連續(xù)流動(dòng)中進(jìn)行反應(yīng)的過程，主要由一個(gè)以進(jìn)行反應(yīng)過程為主的列管式反應(yīng)段和一個(gè)以進(jìn)行換熱過程為主的列管式冷卻段及氣液分離段構(gòu)成。其特征在于，列管式反應(yīng)段和冷卻段并列放置，他們的上端以倒U形管連接相通，它們的下端以U形管連接相通，形成一個(gè)封閉回路，在列管式冷卻段的上端連接氣液分離段。該反應(yīng)器具有反應(yīng)溫度易于控制、能耗低，催化劑便于更換或再生等優(yōu)點(diǎn)。但該設(shè)備中物料返混嚴(yán)重，導(dǎo)致催化產(chǎn)物選擇性降低，同時(shí)反應(yīng)液與催化劑分離難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有環(huán)氧化生產(chǎn)技術(shù)存在催化劑裝填難度大、傳質(zhì)傳熱效率差、反應(yīng)物和熱量分布不均勻?qū)е麓呋瘎┦Щ钜约按呋瘎┰偕璨糠盅b置停車等問題，開發(fā)一種采用懸浮床反應(yīng)器生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法。該方法具有傳質(zhì)傳熱效果好、催化劑置換方便快捷、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明技術(shù)采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種采用懸浮床反應(yīng)器生產(chǎn)環(huán)氧化物的方法，該方法包括：烯烴、溶劑和氧化劑從懸浮床反應(yīng)器底部進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)分布器進(jìn)入催化劑床層，通過物料流動(dòng)使催化劑懸浮形成催化劑懸浮床層，反應(yīng)區(qū)溫度25～80℃；反應(yīng)產(chǎn)物、溶劑和水向上進(jìn)入后續(xù)的分離單元得到環(huán)氧化物；其中烯烴、溶劑和雙氧水的摩爾比為1：1～20：0.2～1；反應(yīng)物料在反應(yīng)段的線速度為0.2～2.0m/h；反應(yīng)段內(nèi)催化劑裝填體積為反應(yīng)段體積的20～60％。