一种环氧烷烃的开环反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环氧烷烃的开环反应装置，包括：精馏塔和管式反应器，其中所述精馏塔包括反应段、精馏段和提馏段；反应段用于供起始剂和环氧烷烃进行反应；精馏段与所述管式反应器相连通，所述反应段中未反应的所述起始剂和环氧烷烃通过所述精馏段进入所述管式反应器进行反应。本发明专利技术一实施方式的环氧烷烃的开环反应装置，提高了环氧烷烃开环反应过程的转化率、选择性以及安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧烷烃的开环反应装置
本专利技术涉及环氧烷烃的开环反应装置，具体为一种可提高环氧烷烃开环反应的转化率、选择性及安全性的环氧烷烃的开环反应装置。
技术介绍
烷氧基化产品，是一种优良的溶剂和清洗剂，广泛应用于涂料、油漆、油墨、树脂等工业领域。工业上，通常以起始剂和环氧烷烃为原料，在催化剂的作用下合成烷氧基化产品。这是一类特殊的反应(烷氧基化反应)，具有强放热的特征，同时，由于反应物环氧烷烃活性非常强，易爆炸，易分解，对生产装置的安全性要求非常高。目前国内外应用于烷氧基化(乙/丙氧基化)生产领域的反应生产工艺主要就是间歇釜式烷氧基化反应生产工艺、意大利Press公司喷雾式烷氧基化反应生产工艺和瑞士Buss公司回路喷射式烷氧基化反应生产工艺。间歇釜式工艺主要有以下优点：①生产工艺技术成熟，工艺设备简单，投资少、见效快，特别适用于中、小化工企业采用；②工艺操作灵活性，设备通用性强，特别适合于小批量、多品种的非离子表面活性剂生产；③搅拌功率大，特别适合于高粘度高分子量聚醚的生产，这是其它工艺无法比拟的。但是间歇釜式乙氧基化工艺也存在一些缺点，比如①反应速率较低，生产周期较长，传质传热能力较差，产物分子量分布较宽；②釜式工艺制得的乙氧基化物加成增长比一般小于15，当制备高分子量产品时必须进行多次加成。意大利公司喷雾式烷氧基化反应生产工艺属于气-雾滴(以下简称“气雾”)反应，该工艺主要特点是：反应速率较高，产品质量好；过程控制完全自动化；装置具有较广的产品生产的适应性；在一个间歇批内，能生产较高分子量的产品，产品分子量增长比可达1:70；较高的安全性；装置布置合理，但占地面积较大。但此工艺也有一些不足，比如Press工艺装置不适应熔点较高的固体为起始剂(如蔗糖等)的EO或PO的加成反应。同Buss工艺相比，Press工艺反应速率相对慢一些，但其操作条件温和；瑞士Buss公司回路喷射式烷氧基化反应生产工艺属于气泡-液(以下简称“气液”)反应，工艺的优点为：采用文氏管将气-液相混合后高速喷射，强化了气液传质，因而反应速率较快，反应收率高；Buss反应器中气相和液相同时循环，避免了因气相处于静止状态而发生自聚的可能，提高了产品的质量和装置的安全性；整个操作过程可以实现自动控制；气相中环氧乙烷残存量小；工艺装置设计合理，布局紧凑，占地面积较小；能够适应于广泛的起始剂。但是Buss工艺也存在一些缺点比如：操作压力较高，增加了设备投资；生产高分子量的产品需要分批进行；对公用工程的要求较高；无尾气处理系统，不适合环氧丙烷的加成反应。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种可以安全生产的高选择性高转化率的烷氧基化装置，例如环氧烷烃的开环反应装置，包括：精馏塔和管式反应器，其中所述精馏塔包括反应段、精馏段和提馏段；反应段用于供起始剂和环氧烷烃进行反应；精馏段与所述管式反应器相连通，所述反应段中未反应的所述起始剂和环氧烷烃通过所述精馏段进入所述管式反应器进行反应。根据本专利技术一实施方式，在所述精馏塔的侧壁上设置有起始剂进料口和环氧烷烃进料口，所述起始剂进料口位于所述环氧烷烃进料口的上方。根据本专利技术一实施方式，在所述精馏塔的底部设置有再沸器，所述精馏塔的塔顶至所述起始剂进料口之间的区域为所述精馏段，所述起始剂进料口至所述环氧烷烃进料口之间的区域为所述反应段，所述环氧烷烃进料口与所述再沸器之间的区域为所述提馏段。根据本专利技术一实施方式，所述再沸器分别与加热器和产品罐相连。根据本专利技术一实施方式，在所述精馏塔外设置有一回流通路，所述管式反应器设置于所述回流通路。根据本专利技术一实施方式，在所述精馏段设置有回流出口，在所述反应段设置有回流进口，所述回流出口与所述回流进口在所述精馏塔外部通过所述回流通路相连通。根据本专利技术一实施方式，在所述回流通路上依次设置有所述管式反应器、气液分离器、冷凝罐以及回流泵，所述管式反应器与所述回流出口相连，所述回流泵与所述回流进口相连。根据本专利技术一实施方式，在所述提馏段设置有产物进口，所述气液分离器与所述产物进口相连通。根据本专利技术一实施方式，在所述精馏塔内安装有塔板或填料。本专利技术一实施方式的环氧烷烃的开环反应装置，提高了环氧烷烃开环反应过程的转化率、选择性以及安全性。附图说明图1为本专利技术一实施方式的环氧烷烃的开环反应装置的结构示意图。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术所涉及的“上”“下”等方位用语，均是结合附图按照装置正常使用时的状态进行的描述，并非对本专利技术的限定。如图1所示，本专利技术一实施方式提供了一种环氧烷烃的开环反应装置，包括：精馏塔10和管式反应器21，其中根据功能的不同，精馏塔10内的空间可被划分为自上而下依次排布的精馏段11、反应段12和提馏段13。反应段12用于供起始剂和环氧烷烃进行反应；精馏段11与管式反应器21相连通，反应段12中未反应的起始剂和环氧烷烃通过精馏段11进入管式反应器21进行反应。其中，在精馏塔内可安装塔板或填料。于本专利技术一实施方式中，可在精馏塔10的底部设置再沸器14，再沸器14可分别连接加热器30和产品罐40。在精馏塔10的侧壁上可分别开设起始剂进料口和环氧烷烃进料口，起始剂进料口位于环氧烷烃进料口的上方。精馏塔10的塔顶与起始剂进料口之间的区域为精馏段11，起始剂进料口至环氧烷烃进料口之间的区域为反应段12，环氧烷烃进料口与再沸器14之间的区域为提馏段13。于本专利技术一实施方式中，可在精馏塔10的塔顶开设回流出口，在反应段12的侧壁上开设回流进口，回流出口与回流进口通过形成于精馏塔10外部的回流通路20相连通。在回流通路20上可依次设置管式反应器21、气液分离器22、冷凝罐23及回流泵24。其中气液分离器22还与开设于提馏段13侧壁的产物进口相连通。于本专利技术一实施方式中，与环氧烷烃进行开环反应的起始剂可以是含活泼氢化合物，例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、2-甲基丙醇、甲基烯丙醇、正丁醇、2-丁醇、异丁醇、乙酸、丙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丁烯酸、烯丙基乙酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯、乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水等。环氧烷烃可以是环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。于本专利技术一实施方式中，催化环氧烷烃开环反应的催化剂可以是钠、钾、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、固体超强酸、水滑石、三氟化硼、三乙基铝、碱金属氧化物、碱土金属氨化物等。于本专利技术一实施方式中，精馏塔10的反应段12内可以装填固体催化剂，也可以不装填固体催化剂。如若催化剂可以溶于起始剂，其作为均相催化剂使用，在精馏塔10的反应段12内可不装填固体催化剂，催化剂随少量起始剂一起打入位于精馏塔10底部的再沸器14。如若催化剂不溶于起始剂，其作为非均相催化剂使用，在反应段12内需装填固体催化剂。于本专利技术一实施方式中，均相催化剂的质量为用于充当溶剂的起始剂质量的0.1～10％。于本专利技术一实施方式中，起始剂与环氧烷烃的开环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧烷烃的开环反应装置，包括：精馏塔和管式反应器，其中所述精馏塔包括：反应段，用于供起始剂和环氧烷烃进行反应；精馏段，与所述管式反应器相连通，所述反应段中未反应的所述起始剂和环氧烷烃通过所述精馏段进入所述管式反应器进行反应；以及提馏段。

【技术特征摘要】
1.一种环氧烷烃的开环反应装置，包括：精馏塔和管式反应器，其中所述精馏塔包括：反应段，用于供起始剂和环氧烷烃进行反应；精馏段，与所述管式反应器相连通，所述反应段中未反应的所述起始剂和环氧烷烃通过所述精馏段进入所述管式反应器进行反应；以及提馏段。2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述精馏塔的侧壁上设置有起始剂进料口和环氧烷烃进料口，所述起始剂进料口位于所述环氧烷烃进料口的上方。3.根据权利要求2所述的装置，其中在所述精馏塔的底部设置有再沸器，所述精馏塔的塔顶至所述起始剂进料口之间的区域为所述精馏段，所述起始剂进料口至所述环氧烷烃进料口之间的区域为所述反应段，所述环氧烷烃进料口与所述再沸器之间的区域为所述提馏段。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建民，刘兆滨，董振鹏，贾宁，
申请(专利权)人：辽宁奥克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21