反应精馏生产环氧丙烷的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种反应精馏生产环氧丙烷的系统，解决了现有系统存在的能耗高、设备投资和运行成本高的问题。技术方案包括反应精馏塔，所述反应精馏塔顶部有气相丙烯出口，底部有液相产品出口，侧壁有进料口和丙烯循环进口，反应精馏塔的上段设有位于所述进料口上方的填料层，中段设有位于进料口下方的催化剂床层，所述气相丙烯出口依次经冷凝器、分液罐与所述丙烯循环进口连接。本发明专利技术工艺极为简单、设备投资和运行成本低、环氧丙烷产率和丙烯回收率高、充分利用反应热、大幅降低能耗。大幅降低能耗。大幅降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
反应精馏生产环氧丙烷的系统


[0001]本技术涉及环氧丙烷生产领域，具体的说是一种反应精馏生产环氧丙烷的系统。

技术介绍

[0002]双氧水在甲醇作为溶剂与丙烯反应生产环氧丙烷的工艺技术，简称为HPPO法，具有副产物少，综合能耗低等特点，是目前主流的、先进的环氧丙烷生产技术之一。目前此工艺技术均为国外技术，国内已经引进并建设了相应的生产装置，并稳定运行。
[0003]目前HPPO法工艺采用列管式反应器，反应物料走管内，管内装填小粒径的分子筛催化剂。反应过程放热量较大，通过在反应管外通入调温水，实现反应物与调温水的换热，反应热由循环的调温水带走，再通过循环水与调温水换热实现调温水的降温，当催化剂处于反应初期和中期时，由于要求的反应温度较低，仅通过循环水难以实现调温水的继续降低，此时需要用到冷冻水或者湿式空冷进行降温。整个过程反应热无法利用，必须全部由循环水、蒸发水或者冷冻水带走。反应产物中由于丙烯大量过量，反应产物需要进行丙烯的分离。整个过程能耗较高、设备较多，投资及占地大。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺极为简单、设备投资和运行成本低、环氧丙烷产率和丙烯回收率高、充分利用反应热、大幅降低能耗的反应精馏生产环氧丙烷的工艺。
[0005]技术方案包括反应精馏塔，所述反应精馏塔顶部顶部有气相丙烯出口，底部有液相产品出口，侧壁有进料口和丙烯循环进口，反应精馏塔的上段设有位于所述进料口上方的填料层，中段设有位于进料口下方的催化剂床层，所述气相丙烯出口依次经冷凝器、分液罐与所述丙烯循环进口连接。
[0006]所述催化剂床层具有多层结构。
[0007]各床层之间连接有气相连通管。
[0008]所述催化剂床层为三层结构。
[0009]所述催化剂床层上方设有与所述进料口连接的进料喷淋管。
[0010]所述丙烯循环进口包括设置在填料层上方的第一丙烯循环进口和设置在催化剂床层处的第二丙烯循环进口。
[0011]所述填料层上方设有与所述第一丙烯循环进口连接循环喷淋管。
[0012]所述冷凝器和分液罐的气相出口均与深冷器的进口连接，所述深冷器的液相出口与分液罐连接。
[0013]还包括有再生系统，所述再生系统包括连接的再生换热器壳侧或管侧、以及循环再生加热器，所述循环再生加热器与所述反应精馏塔侧壁上的第二丙烯循环进口连接。
[0014]所述反应精馏塔底部的液相产品出口还经循环泵与再生换热器的管侧或壳侧连
接。
[0015]通过控制塔内压力为1.8
‑
2.3MPaG，使过量的丙烯吸热反应热后气化由顶部排出，实现了丙烯的气化分离，这部分气化分离的气相丙烯纯度高，再经冷凝器冷凝液化、分液罐分离后回送塔内，实现控制塔内反应温度的目的，大大提高了丙烯的回收率，不需要制冷压缩机和大量能耗，仅需冷凝器及分液罐即可，节省能耗、降低了设备投资和运行成本；在所述反应精馏塔的上段填料层，用于进行丙烯的精馏，在中段设置催化剂床层使反应在催化剂下进行，通过设置多层结构配合丙烯浓度和温度的梯度控制中段设置位于进料口下方的催化剂床层；通过床层间设置气相连通管，可以有效调节床层气液相负荷的不平衡现象，避免液泛发生。
[0016]本专利技术系统简单、反应温度低、安全稳定性好、丙烯回收率高、环氧丙烯产率高、设备投资和运行成本低、占地面积小，整体能耗仅为国外的HPPO技术的约30％，技术效果极为显著。
附图说明
[0017]图1为本技术系统示意图。
[0018]其中，1
‑
填料层；2
‑
收集再分布器；3
‑
催化剂床层；4
‑
气相连通管；6
‑
循环再生加热器；7
‑
再生换热器；8
‑
循环泵；9
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冷凝器；10
‑
深冷器；11
‑
分液罐；12
‑
回流泵；13
‑
反应精馏塔、13.1
‑
气相丙稀出口、13.2
‑
液相产品出口、13.3
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进料口、13.4
‑
第一丙烯循环进口、13.5
‑
第二丙烯循环进口、14
‑
进料喷淋管、15
‑
循环喷淋管。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术作进一步解释说明：
[0020]参见图1，所述反应精馏塔13顶部有气相丙烯出口13.1，底部有液相产品出口13.2，侧壁有进料口13.3和丙烯循环进口，反应精馏塔的上段设有位于所述进料口13.3上方的填料层1，中段设有位于进料口13.3下方的催化剂床层3，所述丙烯循环进口包括设置在填料层1上方的第一丙烯循环进口13.4和设置在催化剂床层3处的第二丙烯循环进口13.5。所述气相丙烯出口13.1依次经冷凝器9、分液罐11、回流泵12分别与所述第一丙烯循环进口13.4和第二丙烯循环进口13.5连接。所述冷凝器9和分液罐11的气相出口均与深冷器10的进口连接，所述深冷器10的液相出口与分液罐11连接。
[0021]所述填料层1上方设有与所述第一丙烯循环进口13.4连接循环喷淋管15。所述催化剂床层3上方设有与所述进料口13.3连接的进料喷淋管14。
[0022]所述催化剂床层3具有多层结构，优选为三层结构，各床层之间连接有气相连通管4，且每个床层上方均设有收集再分布器2。
[0023]还包括有再生系统，所述再生系统包括连接的再生换热器7壳侧或管侧、以及循环再生加热器6，所述循环再生加热器6与所述反应精馏塔13侧壁上的第二丙烯循环进口13.5连接，所述反应精馏塔13底部的液相产品出口还经循环泵8与再生换热器7的管侧或壳侧连接。
[0024]工艺过程：将丙烯、过氧化氢水溶液以及有机溶剂送入反应精馏塔13中在环氧化条件下与氧化催化剂进行接触反应，未及反应的气相丙烯上升经填料层1进行进一步精馏
并气液分离(控制填料层的温度为38
‑
45℃)，最后由塔顶气相出口13.1排出；塔内的液相物料在向下流经催化剂床层3时进行催化反应，所述催化剂床层3具有三层结构，其中，控制最上层的出料温度为43
‑
47℃，中间层的出料温度为48
‑
52℃，最下层的出料温度为58
‑
62℃；控制出最上层的液相中丙烯浓度为48％
‑
52％wt，出中间层的液相中丙烯浓度为23
‑
27％wt，出最下层的液相中丙烯浓度为3％wt以下。控制反应精馏塔13的压力为1.8
‑
2.3MPaG。所述气相加通管4的压降不超过5kPaG，且自上而下气相负荷比例逐级下降，气相连通管4自上而下在三层催化剂床层3中的气相负荷质量比例为1:0.5:0.3。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应精馏生产环氧丙烷的系统，包括反应精馏塔，其特征在于，所述反应精馏塔顶部有气相丙烯出口，底部有液相产品出口，侧壁有进料口和丙烯循环进口，反应精馏塔的上段设有位于所述进料口上方的填料层，中段设有位于进料口下方的催化剂床层，所述气相丙烯出口依次经冷凝器、分液罐与所述丙烯循环进口连接。2.如权利要求1所述的反应精馏生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述催化剂床层具有多层结构。3.如权利要求1所述的反应精馏生产环氧丙烷的系统，其特征在于，各床层之间连接有气相连通管。4.如权利要求2所述的反应精馏生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述催化剂床层为三层结构。5.如权利要求1所述的反应精馏生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述催化剂床层上方设有与所述进料口连接的进料喷淋管。6.如权利要求1所述的反应精馏生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述丙烯循...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳明，肖敦峰，张科，高军，童彦杰，李敏丽，
申请(专利权)人：中国五环工程有限公司，
类型：新型
国别省市：