[发明专利]制备乙苯氢过氧化物的多级卧式搅拌气升式反应器及应用

说明书

本发明公开了一种多级卧式搅拌气升式反应器及在制备乙苯氢过氧化物中的应用，所述反应器呈卧式筒体结构，包含设置在一端的液相入口和在相对端的液相出口，以及沿纵向间隔设置在所述反应器内的多块隔板，相邻的反应隔室之间设置有液相通道；每个反应隔室的顶部设有排气口，中部设有导流筒和搅拌装置；所述导流筒的上下贯通，所述搅拌装置的搅拌件设置在所述导流筒内；所述反应隔室内还设有第一和第二气体分布器，第一气体分布器设置在所述导流筒外部，第二气体分布器设置在所述导流筒内部。该反应器有效改善了反应器中的气体分布均匀性，使反应器在气体流量较小时的操作更加安全可靠，提高了装置适应市场变化的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种制备有机过氧化物的反应器，特别是涉及一种制备乙苯氢过氧化物的多级卧式搅拌气升式反应器及其应用。

背景技术

环氧丙烷(PO)与苯乙烯(SM)联产法(即PO/SM法)是目前生产环氧丙烷的最佳工艺之一。PO/SM法主要包括三个步骤：①乙苯与空气接触氧化生成乙苯氢过氧化物(EBHP)；②EBHP将丙烯氧化为环氧丙烷，而自身被还原为苯基甲基醇；③苯基甲基醇脱水生成苯乙烯。其反应路线可用式(1)表示：

乙苯氧化制备乙苯氢过氧化物是PO/SM法的关键。由于乙苯氧化生成EBHP的同时，EBHP会进一步发生串联副反应，导致EBHP选择性降低，因此，工业过程中乙苯单程转化率一般低于10％。

目前工业应用的乙苯氧化反应器主要为卧式鼓泡塔反应器。美国专利US4066706、US4262143公开了一种卧式反应器，采用折流板将反应器分隔成5-10个区域，乙苯反应液从一侧进入反应器，依次通过各个区域后由另一侧排出，空气由底部鼓入相应区域，与乙苯接触发生反应后从顶部排出。壳牌公司也申请了相似的卧式反应器专利CN101022885A，与上述反应器不同，壳牌公司反应器采用轴向挡板，隔开的反应区中分别布置有进气分布器，在反应器的液面以下同时配有列管换热器移热。

上述反应器虽广泛用于有机物过氧化反应中，但仍存在气体和液体接触不充分的问题。壳牌公司曾公开报道(Chemical Engineering Science,62(2007)5495-5502)在该类反应器中部分区域存在氧气缺乏现象，导致设备生产能力下降。

另外，在该类反应器中，气体流量必须保证液相产生足够的扰动，以保证反应器内液相温度均匀。但对于产能较小或为适应市场情况而降低装置产能的情况，为保证尾氧浓度以及反应器的热量平衡，所通入的气体量往往难以产生足够的扰动，可能导致反应器内局部热点的形成，破坏反应器的稳定操作。

针对上述卧式反应器存在的技术问题，需要寻求一种新型反应器，改进乙苯氧化反应器的操作灵活性，以避免现有卧式反应器的相关问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备乙苯氢过氧化物的多级卧式搅拌气升式反应器，以克服现有卧式反应器存在的问题，改进反应器操作灵活性，提高生产装置应对市场环境变化的能力。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种多级卧式搅拌气升式反应器，所述反应器呈卧式筒体结构，包含设置在一端的液相入口和在相对端的液相出口，以及沿纵向间隔设置在所述反应器内的多块隔板，从而将所述反应器内部分成横向排列的多个反应隔室，其中，相邻的反应隔室之间设置有液相通道；

每个反应隔室的顶部设有排气口，中部设有导流筒和搅拌装置；所述导流筒的上下贯通，所述搅拌装置的搅拌件设置在所述导流筒内；

所述反应隔室内还设有第一气体分布器和第二气体分布器，所述第一气体分布器设置在所述导流筒外部，所述第二气体分布器设置在所述导流筒内部。