一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统及工艺，包括：反应器、微界面发生器、回流管和智能控制单元。本发明专利技术通过破碎丙烯气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与原料液混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，微米级气泡能够与原料液充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的氧源溶液能够与丙烯气体充分接触，从而防止副产物的生成，进一步提高了所述系统的反应效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统及工艺
本专利技术涉及丙烯环氧化
，尤其涉及一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统及工艺。
技术介绍
环氧丙烷(PO)是重要的基础化工原料，位列全球产量最大的50种化学品之中，是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品。PO因其具有张力很大的含氧三员环，化学性质十分活泼，用途广泛，主要用于生产聚醚、丙二醇、异丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等，进而生产不饱和聚酯树脂、聚氨酯、表面活性剂(油田破乳剂、农药乳化剂及润湿剂)等，广泛应用于化工、轻工、医药、食品、纺织等行业，对化学工业及国民经济的发展具有深远的影响。随着PO用途的扩大和下游产物用量的不断增长，特别是汽车、建筑家居等行业的兴旺，对聚氨酯以及非离子表面活性剂需求量大幅度增加，导致PO的市场需求旺盛。国内的PO生产全部采用氯醇法，生产腐蚀污染严重、成本高，转化率低、选择性差，且需求量在逐年增长，随着环保要求的日益提高现有工艺也面临巨大生存挑战，因此寻找一种环境友好的绿色生产工艺生产PO迫在眉睫。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统，其特征在于，包括：/n反应器，用以为丙烯气体和氧源溶液提供反应场所，所述反应器包括：设置在下方，用以装载丙烯气体、氧源溶液和催化剂并为丙烯气体和氧源溶液提供反应空间的全混流反应区以及设置在上方，用以对反应完成后物料进行输送和气液分离的活塞流反应区；/n微界面发生器，其设置在所述全混流反应区内的指定位置，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给丙烯气体，使丙烯气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高氧源溶液与丙烯气体间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将氧源溶液与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在...

【技术特征摘要】
1.一种基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统，其特征在于，包括：
反应器，用以为丙烯气体和氧源溶液提供反应场所，所述反应器包括：设置在下方，用以装载丙烯气体、氧源溶液和催化剂并为丙烯气体和氧源溶液提供反应空间的全混流反应区以及设置在上方，用以对反应完成后物料进行输送和气液分离的活塞流反应区；
微界面发生器，其设置在所述全混流反应区内的指定位置，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给丙烯气体，使丙烯气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高氧源溶液与丙烯气体间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将氧源溶液与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化氧源溶液与丙烯气体间的传质效率和反应效率；
回流管，其设置在所述反应器侧壁，用以对反应器输出的物料进行预热并在预热后回流至反应器内以使物料中氧源溶液充分反应并对反应器内物料温度进行调节；
智能控制单元，其包括传感器、控制器和云处理器，传感器将采集的电信号传输给云处理器，云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制办法后对控制器发出相对应的命令，用以实现最优控制功能。


2.根据权利要求1所述的基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统，其特征在于，所述微界面发生器包括：
第一微界面发生器，其为一气动式微界面发生器，所述第一微界面发生器设置在所述全混流反应区内并位于反应区底部，用以将丙烯气体破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至反应器、并与反应器内的氧源溶液混合形成气液乳化物；
第二微界面发生器，其为液动式或气液联动式微界面发生器，所述第二微界面发生器设置在所述全混流反应区内，用以接收所述回流管输出的物料，使用物料卷吸所述活塞流反应区内未反应的丙烯气体并将丙烯气体破碎形成微米尺度的微米级气泡，将微米级气泡与物料混合形成气液乳化物并将气液乳化物输出至全混流生化反应区以与所述第一微界面发生器输出的气液乳化物进行对冲，从而延长微米级气泡在全混流生化反应区内的停留时间并使丙烯气体进行二次反应。


3.根据权利要求2所述的基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统，其特征在于，所述全混流反应区包括：
第一进料管，其设置在所述反应器侧壁且与所述第一微界面发生器相连，用以将丙烯气体输送至第一微界面发生器以使第一微界面发生器对丙烯气体进行破碎；
氧源进料口，其设置在所述反应器侧壁并位于所述第一进料管上方，用以将氧源溶液输送至反应器内部；
催化剂进料口，其设置在所述反应器侧壁并位于所述氧源进料口上方，用以将催化剂溶液输送至反应器内部；
残渣出口，其设置在所述反应器底部，用以将反应器内物料在反应过程中生成的残渣排出。


4.根据权利要求2所述的基于微界面强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的智能系统，其特征在于，所述活塞流反应区包括：
第二进料管，其设置在所述反应器内，且所述第二进料管底端与所述第二微界面发生器相连，第二进料管顶端位于反应器内液面上方，用以将反应器顶部未反应的丙烯气体卷吸至第二微界面发生器以使第二微界面发生器对丙烯气体进行破碎；
出料口，其设置在所述反应器侧壁，用以将含有环氧丙烷的物料输出反应器；
回流出口，其设置在所述反应器侧壁，用以将反应完成的含有环氧丙烷的混合物输出至所述回流管；
回流进料管，其设置在所述反应器侧壁且所述回流进料管两端分别与第二微界面发生器和回流管相连，用以将回流管中预热完成的混合物输出至第二微界面发生器；
尾气出口，其设置在所述反应器顶端，用以将反应器内物料反应后产生的尾气排出。


5.根据权利要求2所述的基于微界面强化丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，张锋，周政，李磊，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32