[发明专利]无内件逐步溶氯管式氯醇化反应器

说明书

本发明涉及单元化学反应设备，具体涉及一种无内件逐步溶氯管式氯醇化反应器。

环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)及环氧氯丙烷(CPO)等环氧烷基化合物(AO)均是当代石油化工起始产品(丙烯、乙烯等)和基础产品(氯丙烯等)的链烯烃(含卤代烯烃)的氧化衍生物。目前皆属最重要的有机化工原料。其用途遍及国民经济、国防建设和科研领域的各个方面。例如PO、EO是生产聚醚多元醇、聚氨酯树脂及各类非离子型表面活性剂等产品的主要原料，而CPO则是生产环氧树脂和合成甘油等产品的主体原料。据PEP等资料报导，1998年上述AO产品的全球产能依次高达440万吨、1200万吨和80万吨，而且预计在10年内还将分别以约3.6％、3.5％和2％的年均速率增长。因此，各国的生产厂商除了在不停地进行着扩大规模、提高产品质量、改善环保等方面的努力之外，还在更积极地进行着生产技术的改进和新技术、新设备的开发探索工作。尤其是对氯醇法工艺及设备的改革、提高更为重视。因为在世界范围内，目前AO工业化生产方法中虽仍以氯醇化(CH)法和氧化(OX)法并存共重。但后者需依原料分子结构的差异而选用不同的氧化工艺，例如在EO生产中因原料乙烯活性较大，需采用直接氧化(DOX)法；在PO生产中则因原料丙烯的分子活性较小，需采用共氧化(COX)法；而在CPO生产中则因原料氯丙烯的分子活性更小，仅宜选用其他氧化法中的醋酸氧化法等等，技术机理较复杂，而且又均存在流程长、设备多，需用稀、贵金属催化剂等导致投资大、运转费用高、操作难点多等一系列缺点，目前仅适宜于经济发展水平较高的地区和大型石化企业。反之氯醇化(CH)法机理较简易，一般均具有流程短、设备少、操作安全性好，因而投资及运转费用也较低廉等一系列优点，故比较适宜于经济发展水平较低、市场容量不大的国家、地区或中小型化工企业。这在PO生产中体现得尤为突出，目前全球使用CH 法或COX法生产的PO产量各占世界总量的50％左右，但在我国及经济水平类似我国的国家，PO产品则全部来自CH法；而在CPO生产中，则基本上仍是CH法的一统天下；至于在EO生产中，尽管DOX法具有明显的优势与优点，并在世界范围内(含我国大陆)提供95％以上的产品，但在我国的个别地区以及经济水平类似的国家内，还是有少量采用CH法生产的EO装置处于运行中。说明上述两法仍各有千秋，无法全部取代对方，其中CH法尽管存在废水较多的缺点，但仍有相当的生命力，尤其是在PO及CPO等低活性链烯烃氧化物的生产中仍是不可缺失的工艺技术之一，仍有相当的发展空间。而该技术中的关键(或核心)部分则是其中的氯醇化(CH)过程。与多数基本化工生产中的核心技术一样，该过程的运行水平能够决定或影响整个生产装置的技术经济指标及安全、操作性能，是整个装置技术水平的缩影。据了解，近50年来CH法AO生产中的每一次重大技术突破也多是由改进CH过程的工艺及设备所引起。因而进一步开拓提高该过程的技术含量，似已成了当今世界上CH法AO生产技术工作者们持续艰苦摸索的主攻目标。

当前工业CH过程的工艺及设备的基本形式仍为三类：①塔式，②管、塔结合式，③管道式。前两者因存在设备大、投资高、操作安全性差、产品收率低(≤92％)等一系列缺点，目前正趋于淘汰中。而后者，恰恰具有设备小、投资低，易于操作，且产品收率高等多方面优点，故正处于发展、提高阶段，并已成为广大CH法AO生产商的重点攻关课题。而本文的目的则在于针对现有的各类CH反应器(重点是管式反应器)存在的根本性缺陷，提出新的管式CH反应器理念及其设计方法，以使我国的CH法AO生产更上一台阶。