[发明专利]一种双氧水法制环氧丙烷的反应设备和工艺

权利要求书

1.一种双氧水法制环氧丙烷的反应设备，其特征在于，所述反应设备包括混合乳化装置(1)和板式反应器(2)；

所述混合乳化装置(1)包括壳体(11)、设置于壳体(11)上的液态丙烯入口(12)、双氧水入口(13)和乳化液出口(14)、以及设置于壳体(11)中用于混合乳化来自液态丙烯入口(12)的液态丙烯和来自双氧水入口(13)的双氧水并将所得乳化液从乳化液出口(14)排出的混合构件(15)；

所述板式反应器(2)包括外壳(21)、以及设置于外壳(21)中并将外壳(21)的内部空间分隔为流体隔绝的冷却区(22)和反应区(23)的分隔板(24)，所述外壳(21)上设置有与所述反应区(23)流体连通的反应原料入口(25)和反应产物出口(26)，所述反应原料入口(25)与所述混合乳化装置(1)的乳化液出口(14)流体连通，所述外壳(21)上还设置有与所述冷却区(22)流体连通的冷却流体入口(27)和冷却流体出口(28)。

2.根据权利要求1所述的反应设备，其特征在于，所述混合构件(15)包括填充于所述壳体(11)中的多孔材料层(151)和穿过所述多孔材料层(151)的乳化通道(152)，所述乳化通道(152)与所述乳化液出口(14)流体连通；所述液态丙烯入口(12)、双氧水入口(13)中的一者与所述乳化通道(152)不经多孔材料层(151)直接流体连通，另一者通过所述多孔材料层(151)与所述乳化通道(152)流体连通；所述多孔材料层(151)中的材料为氧化物、高分子有机物或金属粉末。

3.根据权利要求1所述的反应设备，其特征在于，所述冷却区(22)和反应区(23)均为由多块所述分隔板(24)所分隔的多个，相邻反应区(23)之间由所述冷却区(22)所隔开。

4.根据权利要求1所述的反应设备，其特征在于，所述分隔板(24)为波纹板、直板或弧形板，所述波纹板上波纹的形状为圆弧、椭圆弧或多边形褶皱。

5.根据权利要求3所述的反应设备，其特征在于，相邻分隔板(24)的间距范围为1-30mm，优选为2-8mm。

6.根据权利要求1所述的反应设备，其特征在于，所述板式反应器(2)为串联设置的多个；

相邻板式反应器(2)的反应产物出口(26)与反应原料入口(25)之间通过所述混合乳化装置(1)流体连通，和/或相邻板式反应器(2)的反应产物出口(26)与反应原料入口(25)之间通过换热器(3)流体连通。

7.一种采用权利要求1-6中任意一项所述的反应设备进行合成环氧丙烷的工艺，包括：

将双氧水与甲醇的混合液和液态丙烯分别从混合乳化装置(1)的双氧水入口(13)和液态丙烯入口(12)引入混合乳化装置(1)中的混合构件(15)进行混合乳化，得到乳化液；

将所得乳化液通过乳化液出口(14)和反应原料入口(25)引入板式反应器(2)的反应区(23)中并与催化剂床层(32)中的催化剂接触进行氧化反应，得到反应产物从反应产物出口(26)引出。

8.根据权利要求7所述的工艺，其中，所述双氧水与甲醇的混合液中双氧水为27.5-50重量％的双氧水水溶液，所述双氧水水溶液、甲醇和液态丙烯的重量比为1：(3-7)：(0.8-3)；

所述催化剂为颗粒形、微球形或涂覆形，所述颗粒形催化剂的粒径为1-3mm，所述微球形催化剂的粒径为5-200μm，所述涂覆形催化剂为将催化剂组分通过粘结剂涂覆粘接在反应区(23)中的分隔板(24)表面所形成；

所述催化剂为钛硅分子筛催化剂。