[发明专利]一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统及方法，所述反应系统包括：反应器，环氧乙烷进料管道；反应器侧壁设置有NaHCO₃水溶液进料管道，反应器内设置有微界面机组，微界面机组由多个微界面发生器排列形成；环氧乙烷进料管道穿过反应器侧壁进入到微界面机组内部以实现在反应之前环氧乙烷预先在微界面机组内部破碎成微米级别的微气泡；反应器反应后的反应产物进入脱轻塔脱除轻组分，再进入精馏塔精馏处理后得到乙二醇。本发明通过在反应器内部设置微界面机组，使得环氧乙烷在与NaHCO₃水溶液进行反应之前被破碎为微气泡，提高了环氧乙烷与NaHCO₃水溶液之间相界传质面积。

技术领域

本发明涉及乙二醇制备领域，具体而言，涉及一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统及方法。

背景技术

乙二醇(ethylene glycol，EG)是最简单也是最重要的脂肪族二醇，无色，无味，味甜的液体，能够与水以任意比例混合。乙二醇在工业上具有广泛的用途，可以用于生产聚对苯二甲酸乙二酯(合成聚酯纤维和聚酯塑料的原料)，并用于生产其他聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等；高纯度的乙二醇可用于配置汽车、航空工业和仪器仪表工业中冷却系统的抗冻剂和解冻剂，以及生产溶剂、润滑剂、软化剂、增塑剂等；乙二醇也被用于液压制动，烟草湿润剂、皮毛处理剂、印泥和墨水中。我国EG的总需求量和消费量巨大，EG在我国具有很好的发展前景。

通过环氧乙烷法制备乙二醇，进而开发下游产品，形成良好的产业链，是目前化工企业十分看好的前景。以环氧乙烷为原料在弱碱NaHCO₃水溶液中进行水解反应，直接合成乙二醇，再经分离制得纯乙二醇；环氧乙烷法制备乙二醇，由于反应活化能较大，为加快反应速度，必须适当提高反应温度，该反应在80-100℃下进行。但反应温度提高后，为保持反应体系为液相，相应的反应压力也要提高；在反应过程中，环氧乙烷和NaHCO₃水溶液无法得到充分的混合，从而导致反应需要在高环氧乙烷压力(＞2.0MPa)下进行，限制了反应器的生产能力(液时空速＜1.0h^-1)。

因此，亟需改进乙二醇的生产工艺路线。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统，该反应系统通过在反应器内部设置微界面机组，使得在环氧乙烷在与NaHCO₃水溶液进行反应之前被破碎为微气泡，提高环氧乙烷与NaHCO₃水溶液之间的相界传质面积，从而解决了现有技术中由于环氧乙烷和NaHCO₃水溶液在反应器内部无法得到充分混合，导致反应压力高、氢酯比大、液时空速低的问题。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统制备乙二醇的反应方法，反应得到的乙二醇纯度高，应用广泛，提高了乙二醇本身的适用面，值得广泛推广应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种环氧乙烷法制备乙二醇的反应系统，包括：反应器，环氧乙烷进料管道；

所述反应器的侧壁设置有NaHCO₃水溶液进料管道，所述反应器内设置有微界面机组，所述微界面机组由多个微界面发生器由上至下依次排列形成；所述环氧乙烷进料管道穿过所述反应器的侧壁进入到所述微界面机组内部，以实现在反应之前环氧乙烷预先在所述微界面机组内部破碎成微米级别的微气泡，从而提高传质效果。

从所述反应器反应后的反应产物进入脱轻塔脱除轻组分，再进入精馏塔精馏处理后，得到乙二醇。

进一步地，所述微界面机组包括3个微界面发生器，由上至下依次错位排列设置，所述微界面发生器之间互相并联，相邻所述微界面发生器之间设置有一组液体互逆通道，所述液体互逆通道实现微界面发生器内气液的流通；