[发明专利]一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统及工艺

说明书

本发明涉及一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统及工艺，包括：反应器、智能控制模块和微界面发生器等。通过智能控制模块控制整个系统的工作，使得整个系统操作稳定性、连续性佳，减小整个系统体积，使其精简程度更高。通过微界面发生器破碎含有环氧乙烷的气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与去离子水混合形成气液混合物，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，微米级气泡能够与去离子水充分混合形成气液混合物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的去离子水能够与含有环氧乙烷的气体充分接触，有效提高了系统的反应效率同时提高乙二醇转化率。

技术领域

本发明涉及乙二醇制备技术领域，尤其涉及一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统及工艺。

背景技术

乙二醇，是一种重要的化工原料，自被发现与对苯二甲酸反应生成聚对苯二甲酸二甲酯，可作为聚酯纤维和聚酯塑料的原料后，乙二醇的用量大大增加。

目前乙二醇主要用于制造聚酯纤维，其用量占乙二醇总用量的40％以上；其次是作为防冻剂的主要原料，用量占总用量的35％；其他方面，如作为化学试剂，乙二醇主要用于气相色谱的固定液，用于分析低沸点含氧化合物、胺类化合物、氧和氮杂环化合物等，除上述用途外，乙二醇在燃料、涂料、粘合剂、溶剂、润滑剂、软化剂、增稠剂和炸药等方面应用也非常广泛，乙二醇的生产技术也不断被改进。

据文献报道，合成乙二醇的工艺大致可分为乙烯直接水合法、乙烯水合法、甲醛合成法、碳酸乙烯酯法、合成气合成法、氧化偶联法等，其中乙烯水合法又称环氧乙烷水合法，为当前生产乙二醇所用的主要方法，其原理包括

首先，在银催化剂存在下使用氧通过蒸汽相催化氧化作用将乙烯转化成环氧乙烷。含有环氧乙烷的气体与大量水接触，含有环氧乙烷的气体与大量水接触生成乙二醇稀溶液；

其次，将乙二醇稀溶液通过热交换器，经热交换器后被冷却，进入至膨胀器，在膨胀器中吹出乙醛、巴豆醛等易挥发组分，然后乙二醇稀溶液流入储存槽内；

最后，通过泵体将储存槽内的乙二醇稀溶液注入蒸发器提浓，经多次蒸发后的乙二醇稀溶液最后进入脱水塔脱除水分，制得纯乙二醇。

在上述现有生产乙二醇的方法中，含有环氧乙烷的气体与水接触过程中，常通过加压和升高温度来实现乙二醇的转化率。

基于上述乙烯水合法制备乙二醇的工艺原理，现有乙烯水合法制备乙二醇系统及工艺存在下述问题：

第一，系统操作的稳定性、连续性差，并且反应器整体体积大，导致占用空间大；

第二，含有环氧乙烷的气体与水接触过程中，气液两项混合，产生较大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，降低乙二醇转化率同时整个气液系统的反应速率降低。

发明内容

为此，本发明提供一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统及工艺，用以克服系统操作的稳定性、连续性差等问题。

一方面，本发明提供一种基于乙烯水合法制备乙二醇的智能控制反应系统，包括：

反应器，用以为含有环氧乙烷的气体和去离子水提供反应场所制备乙二醇稀溶液；

环氧乙烷发生器，其设置在所述反应器的一侧，用以为乙烯气体和氧气提供反应场所制备环氧乙烷，所述环氧乙烷发生器和所述反应器之间设置有热交换器，用以降低含有环氧乙烷气体的温度；