[发明专利]一种环氧乙烷法制备乙二醇的微界面反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种环氧乙烷法制备乙二醇的微界面反应系统及方法，所述微界面反应系统包括：反应器，搅拌釜，所述搅拌釜内装填有NaHCO₃剂料；所述搅拌釜的外侧设置有微界面机组，所述微界面机组由多个外置微界面发生器排列形成；通入所述微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源管道的两个分支管道，环氧乙烷从所述气源输送管道通入到所述微界面机组中，水源进入到微界面机组内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；本发明通过在搅拌釜外侧和反应器内部设置微界面机组，使得环氧乙烷在与水源进行反应之前被破碎为微气泡，提高了环氧乙烷与水源之间相界传质面积。

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微界面反应系统及方法。

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水源中进行水解反应，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，环氧乙烷和水源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，该微界面反应系统通过在搅拌釜外侧和反应器内部设置微界面机组，使得在环氧乙烷在与水源进行反应之前被破碎为微气泡，提高环氧乙烷与水源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水源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微界面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微界面反应系统，其特征在于，包括：反应器，搅拌釜，所述搅拌釜内装填有NaHCO3剂料；

所述搅拌釜的外侧设置有微界面机组，所述微界面机组由多个外置微界面发生器排列形成；通入所述微界面机组的总管道同时连接有环氧乙烷进料管道、以及水源管道的两个分支管道，环氧乙烷从所述气源输送管道通入到所述微界面机组中，水源进入到微界面机组内部以用于破碎环氧乙烷气体为微米级别的微气泡；

本发明的微界面机组设置在了搅拌釜的外侧，水源以及环氧乙烷汇总后通过总管道进入到微界面机组中，因为以汇总后的方式进入更加提高了原料之间的融合效果，这样进入的环氧乙烷并行进入到每一个微界面发生器中，相当于在每个微界面发生器均形成一次微界面体系，以实现气相在以液相为介质的前提下在微界面发生器内部得到充分的分散破碎，最中部的两个微界面发生器离气相进料口最为接近，所以其作为主要分散破碎的微界面体系，然后上部与下部的两个微界面发生器形成二次微界面体系以及三次微界面体系，起到加强反应的效果。