【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环氧化反应领域，尤其涉及一种环氧化反应的方法与系统。
技术介绍
1、环氧化反应与氧化反应类似，是一种高放热反应。例如，采用过氧化氢异丙苯(chp)和丙烯制备环氧丙烷化合物的液相催化反应是一个高放热反应。在高放热反应中，如果反应物和/或产物对温度非常敏感，即为热敏性物质，则需要在反应系统中采用额外的撤热方式或温度控制方案来维持反应器在合理的反应温度内运行。如果反应系统温度控制不合理，则会导致反应产物选择性下降，严重时会导致反应飞温，导致安全事故。
2、在绝热固定床环氧化反应器中反应器入口温度对过氧化物转化率的影响可参见专利cn1692106a，对于绝热固定床反应器而言，为防止飞温，正常条件下仅能将过氧化物的转化率稳定控制在20％以下。此外专利cn1692106a公开了一种进行高放热反应的方法，采用多个独立的反应区串联，通过丙烯单段进料和有机过氧化物多段并联进料，使各反应区进料中过氧化物浓度在8wt％以下，从而稳定反应温度。cn105294606a公开了一种过氧化氢乙苯与丙烯制环氧丙烷的反应方法，反应系统至少两个串联的绝热固定床催化反应器，丙烯与含过氧化氢乙苯的原料混合后通入一级反应器中，二级反应器入口过氧化氢乙苯浓度和入口物料的温度通过二级反应器出口循环物料进行调节。cn110787739a公开了一种烷基苯过氧化物与低碳烯烃反应生成环氧烷烃的装置和方法。所述反应系统包括等温床反应器和任选的绝热床反应器，等温床反应器设置有换热进出口管线，可控制反应温升。由于环氧化反应放热剧烈，等温床反应器撤热能力受传热限制
3、由于有机过氧化物受热易分解，为保证后续产物分离流程的安全性和经济性，有机过氧化物在环氧化反应区的完全转化是重要且有必要的，专利cn1325484c公开了一种使用装有固体环氧化催化剂的固定床反应器的环氧化反应体系，采用多个串联装有新鲜催化剂和部分失活催化剂的固定床反应器，烯烃顺序送入装有新鲜催化剂的反应器，有机过氧化物则并行送入装有新鲜催化剂的反应器，自装有新鲜催化剂的反应器流出物至少要通入一个装有部分失活催化剂的固定床反应器中，使有机过氧化物完全转化。专利cn105272947a公开了一种连续生产环氧氯丙烷的方法，反应区设置多个串联反应釜，丙烯顺序进入反应器，有机过氧化物并行进入各反应器，其中最后一个反应釜的温度需要高于倒数第二个反应釜的温度，从而保证，最后一个反应釜内有机过氧化物的转化率为100％。
4、环氧化反应催化剂失活较快，时常需要将失活催化剂从反应系统中切出更换为新鲜催化剂。当环氧化反应器在更换新鲜催化剂之后切回系统时，由于新鲜催化剂活性较高，进入该反应器的有机烃过氧化氢可转化完全，如果此时该环氧化反应器入口温度过高，则会导致该环氧化反应器温升超过正常控制值，副反应增加，产物选择性则大幅降低。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种环氧化反应的方法与系统，所述方法根据各段床层的温升以及原料的摩尔比等参数控制新切入的催化剂床层的入口温度，进而控制新切入的催化剂床层的出料温度。所述系统和方法具有防止伴随反应热而发生反应失控，且能够提高过氧化氢异丙苯转化率和环氧丙烷选择性的优异特征。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种环氧化反应的方法，包括：包括烯烃和过氧化氢烷基苯在内的原料进入串联的一级反应区和二级反应区内进行反应，所述一级反应区包括至少两个串联的催化剂床层，当位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层失活后将其切出并在所述一级反应区的逻辑末位切入新鲜催化剂床层或再生催化剂床层；其中，控制切入的所述新鲜催化剂床层或再生催化剂床层的出料温度低于130℃。专利技术人经过大量实验发现，当反应温度高于130℃，产物选择性明显降低，出口产品中杂质明显提高。
3、其中，位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层的入口处过氧化氢烷基苯含量较高，该催化剂床层内的催化剂失活较快，需要通过切入切出系统更换催化剂。新切入系统的新鲜催化剂床层的逻辑顺序需置设置于所述一级反应区的逻辑末位。
4、在一种优选的实施方式中，所述烯烃为丙烯，所述过氧化氢烷基苯选自过氧化氢异丙苯。
5、在一种优选的实施方式中，所述过氧化氢烷基苯以溶液的形式进料，所述溶液中包括过氧化氢异丙苯和烷基苯。
6、其中，所述烷基苯为溶剂或分散剂。
7、在进一步优选的实施方式中，所述烷基苯选自乙苯、异丙苯、丁苯中的至少一种，例如异丙苯。
8、在更进一步优选的实施方式中，所述溶液中烷基苯的浓度为5wt％～95wt％、优选为40wt％～90wt％，例如为40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％。
9、在一种优选的实施方式中，烯烃与过氧化氢烷基苯的摩尔比为2～50，优选为2～12，例如为2、4、6、8、10、12。
10、在一种优选的实施方式中，以所述一级反应区和所述二级反应区的催化剂总量为基准，过氧化氢烷基苯的质量空速为0.1～3h-1、优选为0.2～2h-1，例如为0.2h-1、0.5h-1、0.8h-1、1h-1、1.2h-1、1.5h-1、1.8h-1或2h-1。
11、在一种优选的实施方式中，在所述丙烯进料之前对其进行预热处理；和/或，对各催化剂床层的出料进行冷却处理。
12、其中，预热丙烯至逻辑首位催化剂床层的入口温度，将各催化剂床层的出料冷却至下一床层的入口温度。
13、在进一步优选的实施方式中，所述冷却处理的方式优选但不限于风冷、水冷或热集成。
14、在一种优选的实施方式中，控制各反应器的进口温度在在0～200℃，各个反应器出口温度不超过130℃，各个反应器的压力为2～20mpag。
15、在进一步优选的实施方式中，控制各反应器的进口温度在40～130℃，各个反应器出口温度不超过130℃，各个反应器的压力为3～12mpag。
16、例如，控制各反应器的进口温度在40℃、60℃、80℃、100℃、120℃或130℃，各个反应器的压力为3mpag、4mpag、6mpag、8mpag、10mpag或12mpag。
17、本专利技术所述环氧化反应为高放热反应，设催化剂床层的入口温度为ti入、出口温度为ti出，则ti出≥ti入。
18、在一种优选的实施方式中，所述一级反应区包括2～10个串联的催化剂床层，优选2～5个。
19、在一种优选的实施方式中，所述二级反应区包括至少一个催化剂床层，
20、在进一步优选的实施方式中，所述二级反应区包括1～10个串联的催化剂床层，优选1～5个。
21、在一种优选的实施方式中，所述原料自位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层进料。
22、在进一步优选的实施方式中，前一逻辑位催化剂床层的反应产物(作为后一逻辑位催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环氧化反应的方法，包括：包括烯烃和过氧化氢烷基苯在内的原料进入串联的一级反应区和二级反应区内进行反应，所述一级反应区包括至少两个串联的催化剂床层，当位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层失活后将其切出并在所述一级反应区的逻辑末位切入新鲜催化剂床层或再生催化剂床层；其中，控制切入的所述新鲜催化剂床层或再生催化剂床层的出料温度低于130℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述一级反应区和所述二级反应区的催化剂总量为基准，过氧化氢烷基苯的质量空速为0.1～3h-1、优选为0.2～2h-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应温度在0～200℃，压力为2～20Mpag；优选地，所述反应温度在40～130℃，压力为3～12Mpag。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1～5之一所述的方法，其特征在于，所述原料自位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层进料；优选地，按式(1)控制切入的所述新鲜催化剂床层的入口温度：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一级反应区包括2～10个串联的催化剂床层，优选2～5个；优选地，位于所述一级反应区逻辑末位的催化剂床层为新鲜催化剂床层或再生催化剂床层。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述二级反应区包括至少一个催化剂床层，优选包括1～10个串联的催化剂床层，更优选1～5个。
12.根据权利要求7～11之一所述的系统，其特征在于，在所述一级反应区内每个催化剂床层的入口和出口均独立地设置有温度检测器；
...【技术特征摘要】
1.一种环氧化反应的方法，包括：包括烯烃和过氧化氢烷基苯在内的原料进入串联的一级反应区和二级反应区内进行反应，所述一级反应区包括至少两个串联的催化剂床层，当位于所述一级反应区逻辑首位的催化剂床层失活后将其切出并在所述一级反应区的逻辑末位切入新鲜催化剂床层或再生催化剂床层；其中，控制切入的所述新鲜催化剂床层或再生催化剂床层的出料温度低于130℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述一级反应区和所述二级反应区的催化剂总量为基准，过氧化氢烷基苯的质量空速为0.1～3h-1、优选为0.2～2h-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应温度在0～200℃，压力为2～20mpag；优选地，所述反应温度在40～130℃，压力为3～12mpag。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1～5之一所述的方法，其特征在于，所述原料自位于所述一级反应区...
【专利技术属性】
技术研发人员：李木金，赵鹏，高瑞，施德磐，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。