丙烯環氧化微型管式反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于石油化工領域，具體涉及一種丙烯環氧化微型管式反應裝置。
【背景技術】
[0002] 目前國外實現工業化環氧丙烷生產技術主要有：氯醇法，乙苯共氧化法（P0/SM 法），異丁烷共氧化法（ΡΟ/TAB法），異丙苯氧化法（CHP法），雙氧水直接氧化法（ΗΡΡ0法）。 其中雙氧水直接氧化法被業界認為是最具潛質、最綠色環保的環氧丙烷生產技術。
[0003] 雙氧水直接氧化法是由雙氧水經催化環氧化反應，由丙烯制取環氧丙烷的新工藝 技術，目前該工藝由于催化劑的不同有分為兩種，我們稱之為鈦硅分子篩TS-I法和反應控 制相轉移催化法。
【發明內容】
[0004] 本實用新型旨在提出一種反應控制相轉移催化法的丙烯環氧化微型管式反應裝 置。
[0005] 本實用新型的技術方案在于：
[0006] 丙烯環氧化微型管式反應裝置，由依次連接的均相有機體系反應裝置以及環氧丙 烷制備支路組成，環氧丙烷制備支路連接有減壓裝置；所述的環氧丙烷制備支路包括依次 相連的原料罐、預混合器、微型管式反應器以及儲罐，均相有機體系反應裝置連接預混合 器，減壓裝置連接微型管式反應器。
[0007] 所述微型管式反應器為一根中空的不銹鋼管，長度為5.5-6.5m，直徑為 Φ2. 8-3. 2m，內部為纏繞成螺旋狀的不銹鋼螺紋絲，兩者固定連接。
[0008] 所述的微型管式反應器還連接有一備用罐。
[0009] 所述的原料罐與預混合器之間設有一平流泵。
[0010] 所述的均相有機體系反應裝置與預混合器之間通過雙柱塞泵連接。
[0011] 所述均相有機體系反應裝置為配有溫度計、分水器和冷凝管的雙頸燒瓶。
[0012] 所述減壓裝置為氮氣減壓裝置。
[0013] 本實用新型的技術效果在于：
[0014] 本實用新型為烯烴環氧化提供了一套可靠的裝置。其結構簡單，易于操作；另外微 型管式反應器內部設有與外部管道連接的螺旋狀螺紋絲，反應液經過兩者夾套進行反應， 易形成端流狀態，能夠提尚反應速度。
【附圖說明】
[0015] 圖1位本實用新型的結構示意圖。
[0016] 圖2為產物氣相色譜分析圖。
【具體實施方式】
[0017] 丙烯環氧化微型管式反應裝置，由依次連接的均相有機體系反應裝置以及環氧丙 烷制備支路組成，環氧丙烷制備支路連接有減壓裝置；所述的環氧丙烷制備支路包括依次 相連的原料罐、預混合器、微型管式反應器以及儲罐，均相有機體系反應裝置連接預混合 器，減壓裝置連接微型管式反應器。
[0018] 微型管式反應器其外部為一長度6m的Φ3_不銹鋼管，所述微型管式反應器外部 為一長度6m的Φ3πι的中空不銹鋼管，內部為纏繞成螺旋狀的一根不銹鋼螺紋絲，螺紋絲直 徑1.6_，其螺旋直徑小于銹鋼管的中空直徑，螺紋絲與不銹鋼管固定連接。所述的微型管 式反應器還連接有一備用罐。所述的原料罐與預混合器之間設有一平流泵。所述的均相有 機體系反應裝置與預混合器之間通過雙柱塞泵連接。所述均相有機體系反應裝置為配有溫 度計、分水器和冷凝管的雙頸燒瓶。所述減壓裝置為氮氣減壓裝置。
[0019] 有機體系的制備：將質量比為1:5~1:20的雙氧水(質量分數為30~50%)與有機 溶劑混合，加入催化劑并攪拌；本實用新型所用的有機溶劑為甲苯、或甲苯與二氯乙烷、乙 酸乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯中一種的混合溶液；催化劑為磷鎢雜多酸季胺鹽，加量為 0. 3~1% ;通過減壓磁力攪拌，減壓為-0. 09~-0. 095MPa ;攪拌時間為1~2h ;攪拌速度 300rpm，共沸分水，為了防止雙氧水分解，加熱溫度為30~50°C ;分水器將下層水分出，直 至無水滴出時，結束操作；之后冷凝；冷凝溫度為-15~0°C ;上層溶劑返回溶劑體系；
[0020] 環氧丙烷的制備：將上述經過冷凝的均相載氧體系加入至預混合器中，然后將液 相丙烯采用高位進料加至原料罐中，加入的丙烯與雙氧水的摩爾比為3~5,開啟原料泵，將 其加入至預混合器與均相載氧體系混合，再進入微型管式反應器，反應溫度為50~80°C，反 應壓力3. 8~4. 6MPa，流速l~3L/min。其中丙烯選用高純丙烯，純度99. 999%。本實驗過程 中選用氮氣減壓，所用氮氣純度大于99. 99%。
[0021] 實施例：1:
[0022] 有機體系的制備：在配有溫度計、分水器和冷凝管的500mL雙頸燒瓶中，加入 3. Og催化劑，44. 05g、50%雙氧水、210. 64g有機溶劑（V甲苯:V磷酸三丁聖=2 :5)，進行攪拌，轉 速300rpm，減壓-0. 09~-0. 095MPa下進行加熱蒸水，加熱范圍為30~50°C，冷凝溫度 為-15°C，I. 5h結束，催化劑完全溶解，制得均相載氧體系；經計算分水率為98. 83%，失重 0. 35g〇
[0023] 環氧丙烷的制備：將上述均相載氧體系經雙柱塞泵計量稱重160g加入至預混合 器中，然后將原料罐中的液相丙烯烴平流泵計量稱重40. 8g，將其加入至預混合器與均相載 氧體系混合，充分混合5min后再進入微型管式反應器，反應溫度為60°C，壓力4. 2MPa，控制 流速3L/min，流出后取樣分析，再經循環后用氣相色譜分析環氧丙烷（PO)產率，并采用碘 量法分析H 2O2的轉化率，進而計算PO的選擇性，本實用新型過程中用氮氣對系統進行減壓， 結果見表1 :
[0024]
【主權項】
1. 丙烯環氧化微型管式反應裝置，由依次連接的均相有機體系反應裝置以及環氧丙烷 制備支路組成，環氧丙烷制備支路連接有減壓裝置；其特征在于：所述的環氧丙烷制備支 路包括依次相連的原料罐、預混合器、微型管式反應器以及儲罐，均相有機體系反應裝置連 接預混合器，減壓裝置連接微型管式反應器。
2. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：微型管式反應器為一根 中空的不銹鋼管，長度為5. 5-6. 5m，直徑為? 2. 8-3. 2m，內部為纏繞成螺旋狀的不銹鋼螺 紋絲，兩者固定連接。
3. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：所述的微型管式反應器 還連接有一備用罐。
4. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：所述的原料罐與預混合 器之間設有一平流泵。
5. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：所述的均相有機體系反 應裝置與預混合器之間通過雙柱塞泵連接。
6. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：所述均相有機體系反應 裝置為配有溫度計、分水器和冷凝管的雙頸燒瓶。
7. 如權利要求1丙烯環氧化微型管式反應裝置，其特征在于：所述減壓裝置為氮氣減 壓裝置。
【專利摘要】本實用新型屬于石油化工領域，具體涉及一種丙烯環氧化微型管式反應裝置。丙烯環氧化微型管式反應裝置，由依次連接的均相有機體系反應裝置以及環氧丙烷制備支路組成，環氧丙烷制備支路連接有減壓裝置；所述的環氧丙烷制備支路包括依次相連的原料罐、預混合器、微型管式反應器以及儲罐，均相有機體系反應裝置連接預混合器，減壓裝置連接微型管式反應器。本實用新型為烯烴環氧化提供了一套可靠的裝置。其結構簡單，易于操作；另外微型管式反應器內部設有與外部管道連接的螺旋狀螺紋絲，反應液經過兩者夾套進行反應，易形成湍流狀態，能夠提高反應速度。
【IPC分類】C07D303-04, C07D301-12
【公開號】CN204529708
【申請號】CN201520080111
【發明人】齊永紅, 沈寒晰, 黃方方, 史李剛, 周魁, 景艷妮
【申請人】陜西延長石油（集團）有限責任公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年2月5日