一种用于有机物氧化的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于有机物氧化的装置和方法，特别是一种乙苯与含氧气体反应制备乙苯氢过氧化物的方法，所述装置包括立式鼓泡反应器和连接至所述立式鼓泡反应器反应产物出口的卧式鼓泡反应器，所述卧式鼓泡反应器内设有沿其轴向排布的多段反应隔室，相邻反应隔室之间设有液相通道。该方法通过反应器的巧妙组合，使有机物氧化反应在更有利的条件下进行，提高了设备生产能力。

A Device and Method for Organic Oxidation

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机物氧化的装置和方法
本专利技术涉及一种有机物例如乙苯或异丙苯或环己烷氧化的方法，特别是涉及一种使乙苯与含氧气体接触反应制备乙苯氢过氧化物的方法。
技术介绍
环氧丙烷(PO)与苯乙烯(SM)联产法(即PO/SM法)是目前生产环氧丙烷的最佳工艺之一。PO/SM法主要包括三个步骤：①乙苯与空气接触氧化生成乙苯氢过氧化物(EBHP)；②EBHP将丙烯氧化为环氧丙烷，而自身被还原为苯基甲基醇；③苯基甲基醇脱水生成苯乙烯。其反应路线可用式(1)表示：其中，乙苯氧化制备乙苯氢过氧化物是PO/SM法的关键。由于乙苯氧化生成EBHP的同时，EBHP会进一步发生串联副反应，导致EBHP选择性降低，因此，工业过程中乙苯单程转化率一般低于10％。目前工业应用的乙苯氧化反应器主要为卧式鼓泡塔反应器。美国专利US4066706、US4262143公开了一种卧式反应器，采用挡板将反应器分隔成5-10个区域，乙苯反应液从一侧进入反应器，依次通过各个区域后由另一侧排出，空气由底部鼓入相应区域，与乙苯接触发生反应后从顶部排出。上述反应器虽广泛用于有机物过氧化反应中，但仍存在气体和液体接触不充分的问题。壳牌公司曾公开报道(ChemicalEngineeringScience,62(2007)5495-5502)在该类反应器中部分区域存在氧气缺乏现象，导致设备生产能力下降。另外，有机物氧化过程一般遵循自由基机理，在反应初期需要一定的引发时间。卧式反应器在正常操作过程中大部分流体沿水平方向流动，液相返混较低，这一特点虽有利于提高反应选择性，但同时导致反应初期反应速率较低，引发时间较长，造成设备产能减小。针对上述卧式反应器存在的技术问题，需要寻求一种新型反应系统，改进乙苯氧化反应器的性能，以避免现有卧式反应器的相关问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有机物氧化的装置和方法，特别是提供一种使液体乙苯与含氧气体接触反应的装置和方法。为达到上述目的的一个方面，本专利技术提出的技术方案如下：一种用于有机物氧化的装置，其中，所述装置包括立式鼓泡反应器和连接至所述立式鼓泡反应器反应产物出口的卧式鼓泡反应器，所述卧式鼓泡反应器内设有沿其轴向排布的多段反应隔室，相邻反应隔室之间设有液相通道。本专利技术通过立式鼓泡反应器和卧式鼓泡反应器的组合实现，首先包含一台立式鼓泡反应器，立式应理解为与水平面基本垂直。该立式鼓泡反应器包括在所述反应器下部设置的液体入口和气体入口，以及在所述反应器上部设置的液体出口和气体出口，例如设置在所述反应器上部侧面的液体出口以及在所述反应器顶部的气体出口；所述立式鼓泡反应器内沿纵向设有允许流体通过的导流筒。在一种实施方式中，导流筒宜设置在使导流筒中心线与立式鼓泡反应器轴线重合的位置。所述导流筒可以具有多种形状，例如，所述导流筒可以具有圆形、矩形、正方形或椭圆形截面，优选具有圆形截面的管式导流筒。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述导流筒高度为所述立式鼓泡反应器高度的10-90％，优选20-80％，更优选40-70％，比如50％或60％；所述导流筒截面积占反应器截面积的5-60％，优选10-25％，比如15％、20％或40％。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述立式鼓泡反应器内还设有连接至所述气体入口的第一气体分布器，所述第一气体分布器的分布孔分布在所述导流筒内部或所述导流筒与反应器内壁间的环隙，这种分布孔的布置方式可以使导流筒内以及导流筒与反应器内壁间环隙区域的气含率呈现出明显的差异，由此导致的两区域流体密度差可以促使流体在两区域间形成环流运动，该环流运动有利于强化立式鼓泡反应器中的液体返混，缩短反应引发所需时间。所述气体分布器可以是本领域技术人员熟知的任何形式，例如环形分布器、支管形分布器等。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述立式鼓泡反应器内壁上设有位于液体出口处的立式反应器出口溢流堰，并且所述导流筒的上端低于所述立式反应器出口溢流堰。对于卧式鼓泡反应器，卧式水平应理解为与水平面基本平行。所述卧式鼓泡反应器的轴向两端分别设有反应液入口和反应液出口，各段反应隔室的下端设有反应气入口、上端设有反应气出口、内部设有连接反应气入口的第二气体分布器。所述第二气体分布器一般可以为多孔管，开孔孔径可选1-15mm，优选2-6mm，开孔率可选0.01-10％，优选0.02-3％，比如1％、2％。当单个反应隔室内存在多根气体分布多孔管时，所述多孔管可以在反应器底部同一水平面上均匀分布或沿反应器底部弧线均匀分布，优先沿反应器底部弧线均匀分布。所述反应隔室通过设置在所述卧式鼓泡反应器内的隔板隔开，所述液体通道为开设在所述隔板上的液相通道，优选为开设在所述隔板底部的液相通道，其可以避免反应器底部容易出现的液体流动死区，以促进制备乙苯氢过氧化物的过氧化反应。本领域技术人员理解，所述液相通道的形状可以为圆形、矩形、弓形或其他任何形状，优选圆形。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述反应隔室内设有至少一个垂直的沿正常操作中液体流动方向设置的挡板，所述挡板底部不高于所在反应隔室的气体分布器，例如，每个反应隔室包含两个垂直的沿正常操作中液体流动方向设置的具有导流板的挡板。正常操作中液体由卧式鼓泡反应器一端流向另一端，因此，挡板沿反应器一端到相对端的方向设置。所述两个挡板相对于卧式鼓泡反应器的中心线呈对称设置。在一种实施方式中，所述挡板上还设有多个开孔并且挡板底部离所述卧式鼓泡反应器的内壁的距离不小于50mm，所述挡板高度为所述卧式鼓泡反应器高度的10-70％，更优选为20-50％，比如30％或40％。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述挡板的侧面设有多块倾斜向下的导流板，在一种实施方式中，所述多块导流板的面积之和与挡板面积之和的比为0.01-0.15，优选为0.05-0.1；在一种实施方式中，所述导流板为舌形。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，所述立式鼓泡反应器与所述卧式鼓泡反应器内可以留有足够的气相空间，以避免过氧化物随气相夹带进入其他设备，所述气相空间高度应不小于0.5m，比如0.8m、1m或1.2m，其中，所述气相空间高度是指反应器的气体出口与下方液面之间的距离。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，在所述立式鼓泡反应器的不同高度上也分别设有其它备用液体出口，这些备用液体出口可以需要的时候开启，以便控制液位、调节反应停留时间。根据本专利技术的装置，在一种实施方式中，本专利技术的用于有机物氧化的装置还包括液体分布器，所述液体分布器设置在所述立式鼓泡反应器的下部，例如导流筒的下方，用于使自所述液体入口引入的原料均匀分布。为达到上述目的的另一个方面，本专利技术提出的技术方案如下：将如上所述的装置用于乙苯与含氧气体接触制备乙苯氢过氧化物。根据本专利技术的方法，用于乙苯与含氧气体接触制备乙苯氢过氧化物时，液体乙苯由立式鼓泡塔反应器下部进入该反应器，含氧气体同样通过立式鼓泡塔反应器下部进入，并经气体分布器分散到液体反应液中，液体乙苯与含氧气体并流通过所述立式鼓泡反应器，在此过程中乙苯与含氧气体接触反应生成乙苯氢过氧化物，气相物质由反应器顶部排出，液体反应物经反应器上部立式反应器出口溢流堰流出立式反应器；根据本专利技术的方法，由立式鼓泡反应器流出的液体反应物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有机物氧化的装置，其特征在于，所述装置包括立式鼓泡反应器和连接至所述立式鼓泡反应器反应产物出口的卧式鼓泡反应器，所述卧式鼓泡反应器内设有沿其轴向排布的多段反应隔室，相邻反应隔室之间设有液相通道。

【技术特征摘要】
2018.12.26 CN 20181160325661.一种用于有机物氧化的装置，其特征在于，所述装置包括立式鼓泡反应器和连接至所述立式鼓泡反应器反应产物出口的卧式鼓泡反应器，所述卧式鼓泡反应器内设有沿其轴向排布的多段反应隔室，相邻反应隔室之间设有液相通道。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立式鼓泡反应器包括在所述立式鼓泡反应器下部设置的液体入口和气体入口，以及在所述反应器上部设置的液体出口和气体出口；所述立式鼓泡反应器内沿纵向设有允许流体通过的导流筒。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导流筒高度为所述立式鼓泡反应器高度的10-90％，优选20-80％，更优选40-70％；所述导流筒截面积占反应器截面积的5-60％，优选10-25％。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述立式鼓泡反应器内还设有连接至所述气体入口的第一气体分布器，所述第一气体分布器的分布孔分布在所述导流筒内部或所述导流筒与立式鼓泡反应器内壁间的环隙。5.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述立式鼓泡反应器内壁上设有位于液体出口处的立式反应器出口溢流堰，并且所述导流筒的上端低于所述立式反应器出口溢流堰的上端。6.根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述卧式鼓泡反应器的轴向两端分别设有反应液入口和反应液出口，各段反应隔室的下端设有反应气入口、上端设有反应气出口、内部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，孙犀璨，朱发明，丛振霞，乔小飞，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37