[发明专利]新型氯醇化管道反应工艺

说明书

本发明涉及一种烃类与氯气反应的氯醇化管道反应工艺，具体地讲，本发明采用一种带静态混合器件的管道反应器进行溶氯和反应。

在氯醇法生产环氧丙烷、环氧氯丙烷的工艺中，氯醇化反应是该工艺的关键。在氯醇化反应中，不论是气相循环法还是液相循环法，广泛采用的是塔式鼓泡床反应器。虽然塔式鼓泡床反应器结构简单，制作方便，但就氯醇化反应的特点而言，由于其气液两相传质效率低，致使其生产能力较低，设备体积过大。

本发明的目的就是提高氯醇化反应气液两相的传质效率，从而提高其生产能力。

为了实现上述的发明目的，本发明开发了在常压、新型管道反应器中进行氯醇化反应的工艺方法，即将原料氯气和水经反应器前端进料口进入一个管内装有静态混合器件的管道反应器，充分混合；而原料C₂～C₄烯烃或C₂～C₄卤代烯烃经反应器的中部进料口进入该管道反应器，进行氯醇化反应；氯醇化反应的产物从该管道反应器的尾部出料口卸出，进入一气液分离器；在气液分离器中，尾气由顶部排空，反应液由底部流出，反应液的一部分由反应器前端进料口循环回管道反应器，另一部分则作为产品收集。

在本发明的管道反应器中，所装的静态混合器件可以是Kenics型，也可以是Sulger型，或是其它的型式，目的是使管道反应器具有良好的混合性能，即提高其传质、传热性能。静态混合器件在氯醇化反应条件下不应有腐蚀问题，如可选择高分子材料或耐腐蚀金属材料。管道反应器的外观可以是直的，也可以弯曲成其它各种形状。管道反应器的总长度应大于11米，以保证单程氯醇化反应的效率，反应器中部进料口距其前端进料口至少为3米，以保证氯气和水有充分的时间和空间进行混合溶氯。

在本发明中，原料氯气、C₂～C₄烯烃或C₂～C₄卤代烯烃的操作压力控制在1～8个大气压内(绝对压力)；C₂～C₄烯烃或C₂～C₄卤代烯烃与氯气的摩尔比为0.9∶1至1.1∶1；反应的温度控制在30～80℃的范围内；另外，为了保证溶氯的完全，原料中液体表观线速应不低于0.4米/秒，最好为0.4～0.6米/秒。

在上面的发明方案中，管道反应器前端进料口至中部进料口的一段基本上是进行溶氯；中部进料口之后基本上是进行反应。因而本发明的另一实施方案是将上述管道反应器的溶氯和反应分在两个反应器中进行，即原料氯气和水进入装有静态混合器件的第一管道反应器进行溶氯，从第一管道反应器出来的溶氯液和原料C₂～C₄烯烃或C₂～C₄卤代烯烃进入装有静态混合器件的第二管道反应器；第二管道反应器的反应产物从尾部进料口卸出，进入一个气液分离器；在气液分离器中，尾气由顶部排空，反应液由底部流出，反应液的一部分由第一管道反应器的进料口循环回管道反应器，另一部分作为产品收集。

该方案中第一、第二管道反应器中所装的静态混合器件与前一方案相同，而且为了保证溶氯完全，第一管道反应器的长度应大于3米；为了保证氯醇化反应的效率，第二管道反应器的长度应大于8米。原料中氯气和烯烃的操作压力控制在1～8个大气压(绝对压力)内，烯烃和氯气的摩尔比为0.9∶1至1.1∶1；反应的温度控制在30～80℃范围内；原料中液体表观线速不低于0.4米/秒，最好为0.4～0.6米/秒。

在常压氯醇化管道反应工艺中，必须有充分的反应液循环，以增大氯气的溶解量。但氯醇化反应的选择性随氯醇浓度的增加而降低，当氯醇浓度在一定范围内时，反应选择性随氯醇浓度增加而降低的幅度较小，当氯醇浓度超过一定值后，选择性降低的幅度增大。为了保持较高的反应选择性，本发明的另一种实施方案是将两段或多段的上述管道反应工艺串接起来，其中每一段又由一个或二个管道反应器和一个气液分离器组成，前一段所生成的反应液一部分在本段循环，另一部分进入下一段继续反应。

采用本发明的技术方案，C₂～C₄烯烃或C₂～C₄卤代烯烃的转化率可达到98％以上，氯醇化反应的选择性超过91％。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是在一个管道反应器内同时进行溶氯和反应的工艺流程图；

图2是在一个管道反应器进行溶氯、在另一个管道反应器进行反应的工艺流程图；