[发明专利]一种强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化系统及工艺

权利要求书

1.一种强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化系统，其特征在于，包括：

丙烯存储罐，用于储存和输送丙烯；

混合溶剂存储罐，用于制备和输送过氧化氢、乙腈和催化剂的混合液；

气液分离器，用于接收丙烯环氧化产物，并对环氧化产物进行气液分离，得到环氧丙烷和丙烯；

环氧化反应单元，包括第一反应区、第二反应区和第三反应区，所述第一反应区，设置于反应罐内部下方，用于接收所述丙烯进入反应罐内部，并作为丙烯环氧化反应的主要反应场所，第一反应区内部设置有与所述丙烯存储罐相连的第一微界面发生器；所述第二反应区，设置于反应罐内部上方且与所述混合溶剂存储罐相连，用于接收所述混合液进入反应罐内部，并作为所述第一反应区和所述第三反应区内未充分发生环氧化反应的丙烯进行环氧化反应的场所，第二反应区内部设置有分离层，用于将第二反应区和第三反应区进行完全分隔，分离层上方设置有第二微界面发生器，用于将第二反应区和第三反应区进行单向连通；所述第三反应区与所述第一反应区直接连通，第三反应区设置于反应罐中部且与气液分离器入口端连接，用于将环氧化反应产物输送至气液分离器内部，并作为气液分离器分离出来的丙烯的环氧化反应场所，内部设置有与气液分离器出口端相连的第三微界面发生器，反应罐外部设置有循环泵，循环泵进口端与第二反应区连接，出口端与第三微界面发生器连接，用于将第二反应区接收的混合液输送至第三反应区和第一反应区；

所述第一微界面发生器采用气动式微界面发生器，用于在第一反应区的丙烯发生环氧化反应之前，将丙烯气体破碎成微米级气泡，从而增大丙烯与所述混合溶液中过氧化氢的接触面积，使得丙烯的环氧化反应更加充分；

所述第二微界面发生器采用气动式微界面发生器，用于作为第一反应区和第三反应内区未发生环氧化反应的丙烯进入第二反应区的通道，并将所述未发生环氧化反应的丙烯破碎成微米级气泡；

所述第三微界面发生器采用液动式微界面发生器，用于将所述气液分离器分离出来的丙烯卷吸进入第三微界面发生器内部，并将卷吸进来的丙烯破碎成微米级气泡后释放到第三反应区。

2.根据权利要求1所述的强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化系统，其特征在于,所述第三反应区的第三微界面发生器上方设置有缓冲栅板，用于防止反应罐内部溶液剧烈沸腾。

3.一种采用权利要求1或2所述的无醚化系统的强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化工艺，其特征在于，包括：

向丙烯储存罐内部添加足量的丙烯，同时将过氧化氢、乙腈和催化剂按相应比例添加至混合溶剂存储罐内部，制备成混合均匀的混合溶液，备用；

将所述丙烯输送至第一微界面发生器，再释放到第一反应区，丙烯逐渐进入第三反应区然后通过分离层上的第二微界面发生器进入第二反应区，直至反应罐内部被丙烯充满，然后将所述混合溶液输送至反应罐内部第二反应区，由于反应罐内部充满丙烯，故混合溶液在气压的作用下，不会从第二微界面发生器流入第三反应区，仅能通过循环泵进入第三微界面发生器，再被释放到第三反应区和第一反应区；

第一微界面发生器将所述丙烯破碎成微米级气泡，并将微米级气泡释放至第一反应区，当所述混合溶液流入第一反应区时，丙烯微米级气泡与所述混合溶液中的过氧化氢发生环氧化反应；

所述第一反应区未发生充分反应的丙烯通过分离层进入第二微界面发生器内部，第二微界面发生器将未充分反应的丙烯破碎成微米级气泡，并将微米级气泡释放至第二反应区与所述混合溶液中的过氧化氢发生环氧化反应，环氧化反应生成物与混合溶液通过循环泵输送至第三微界面发生器内部，再释放至第三反应区；

所述环氧化反应生成物被输送至气液分离器内部，进行气液分离，分离出来的丙烯气体被输送至第三微界面发生器内部，第三微界面发生器将分离出来的丙烯气体破碎成微米级气泡，并将微米级气泡释放至第三反应区与所述混合溶液中的过氧化氢发生环氧化反应，分离出来的环氧丙烷通过分离器下方出口进行收集。

4.根据权利要求3所述的强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化工艺，其特征在于,所述微米级别的微米级气泡为直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡。

5.根据权利要求3所述的强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化工艺，其特征在于,所述环氧化反应的反应压力为0.1-0.2MPa。

6.根据权利要求3所述的强化丙烯环氧化制备环氧丙烷的无醚化工艺，其特征在于,所述环氧化反应的反应温度为50-58℃。