降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中能耗較高的問題。本發(fā)明通過采用一種降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，包括異丙苯的原料進(jìn)入氧化塔與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成包括過氧化氫異丙苯的物流，氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯囊徊糠纸?jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底，另一部分進(jìn)入下一級氧化塔或進(jìn)入下一個工段；其中，所述循環(huán)管線上不設(shè)置循環(huán)泵，而是依靠氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差實現(xiàn)自然循環(huán)的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于環(huán)氧丙烷生產(chǎn)中。
【專利說明】降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧丙烷是石油化工產(chǎn)品的重要中間體之一，大量用于生產(chǎn)聚醚多元醇制備聚氨酯塑料，以及生產(chǎn)不飽和樹脂和表面活性劑等。目前環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)技術(shù)主要有:氯醇法、環(huán)氧丙烷/苯乙烯聯(lián)產(chǎn)、環(huán)氧丙烷/叔丁醇聯(lián)產(chǎn)、過氧化氫異丙苯氧化等間接氧化法和過氧化氫直接環(huán)氧化法。
[0003]CN201210429266.9和CN 201110294224.4涉及生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法，描述了異丙苯法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的工藝方法，該方法首先是通過異丙苯氧化得到過氧化氫異丙苯CHP，然后將過氧化氫異丙苯與丙烯發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷PO。其中異丙苯氧化得到過氧化氫異丙苯的工藝單元稱為氧化單元。
[0004]CN20120429266.9涉及一種異丙苯催化氧化合成異丙苯過氧化氫的方法，該方法將異丙苯和固體催化劑加入到反應(yīng)器中混合，加熱至80?90°C與氧化劑反應(yīng)8?1h制得過氧化氫異丙苯。
[0005]CN201120437887.2涉及一種外部移熱的異丙苯連續(xù)氧化系統(tǒng)，其氧化單元包括氧化塔、氧化外循環(huán)冷卻器以及循環(huán)泵，異丙苯與鼓入塔內(nèi)的壓縮空氣反應(yīng)后，通過循環(huán)泵抽吸，并經(jīng)冷卻后回流至塔頂完成物料的循環(huán)。該專利技術(shù)可工業(yè)化規(guī)模制得過氧化氫異丙苯，通過循環(huán)泵實現(xiàn)氧化塔物料的塔外循環(huán)，將氧化反應(yīng)熱在氧化塔外移走。氧化塔塔外的循環(huán)過程采用電動泵增壓來實現(xiàn)的，循環(huán)泵需要耗電，未充分利用壓縮空氣的動能，存在循環(huán)過程能耗較高的問題。
[0006]本發(fā)明有針對性的解決了該問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中能耗較高的問題，提供一種新的降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法。該方法用于環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)中，具有能耗較低的優(yōu)點。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，包括異丙苯的原料進(jìn)入氧化塔與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成包括過氧化氫異丙苯的物流，氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯囊徊糠纸?jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底，另一部分進(jìn)入下一級氧化塔或進(jìn)入下一個工段；其中，所述循環(huán)管線上不設(shè)置循環(huán)泵，而是依靠氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差實現(xiàn)自然循環(huán)。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧化塔操作溫度為O?150°C，操作壓力為0.0?
0.8MPaG ;冷卻器操作溫度為O?150°C，操作壓力為0.0?0.8MPaG。
[0010]上述技術(shù)方案中，更優(yōu)選地，所述氧化塔操作溫度為50?110°C，操作壓力為為
0.0?0.4MPaG ;冷卻器操作溫度為50?110°C，操作壓力為0.0?0.4MPaG。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差大于6.9。
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧化單元氧化塔設(shè)有三個，每個氧化塔設(shè)有循環(huán)管線和冷卻器，最后一個氧化塔的塔頂物流的一部分進(jìn)入下一個工段。
[0013]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0?90%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。
[0014]本發(fā)明利用氧化塔輸入的0.66MPaG壓縮空氣原料作為動能，以熱虹吸為原理，實現(xiàn)氧化塔外循環(huán)液自然循環(huán)，減少裝置電耗6.36?7.26千瓦時/噸產(chǎn)品，壓縮空氣消耗仍保持不變，其消耗量為3.00?3.26噸/噸產(chǎn)品，取得了較好的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。
[0016]I為異丙苯原料；2為壓縮空氣；3為氧化塔頂液相物流；4為循環(huán)管線；5為循環(huán)液；6為塔頂液相物流進(jìn)入下一級氧化塔的管線；7為壓縮空氣總管；8為尾氣管線；9為壓縮空氣；10為循環(huán)液；11為第二級氧化塔的循環(huán)管線；12為第二級氧化塔頂液相物流進(jìn)入下一級氧化塔的管線；13為壓縮空氣；14為第三級氧化塔頂液相物流進(jìn)入冷卻器的管線；15為第三級氧化塔的循環(huán)管線；16為進(jìn)入下一工段的出料管線；201、202、203為氧化塔；301,302,303為冷卻器。
[0017]如圖1所示的流程中，以3座氧化塔為例，異丙苯原料I輸送至氧化塔201內(nèi)，壓縮空氣7中的一股分流2從氧化塔201底部送入與異丙苯原料I混合，在一定的溫度和壓力下，發(fā)生氧化反應(yīng)，部分生成過氧化氫異丙苯3和尾氣8，尾氣8外送；異丙苯原料I和壓縮空氣2在氧化塔201內(nèi)混合為二相物料，密度較低，該物料在氧化塔201頂部氣液分離器分離后為液相，密度較大，經(jīng)氣液分離器溢流口的物料3中的一股物料5進(jìn)入循環(huán)管線，在冷卻器301內(nèi)移走氧化反應(yīng)熱，冷卻后的物料經(jīng)循環(huán)管線4自然循環(huán)返回氧化塔201底部；氧化塔201頂液相物流3中的另一股物料6進(jìn)入下一個氧化塔202底部。
[0018]尚未反應(yīng)的異丙苯原料6與壓縮空氣9在氧化塔202內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，利用密度差，循環(huán)液10經(jīng)冷卻器302移走氧化反應(yīng)熱，冷卻后的物料經(jīng)循環(huán)管線11自然循環(huán)返回氧化塔202底部，氧化塔202頂液相物流的另一股物料12進(jìn)入下一個氧化塔203底部。
[0019]尚未反應(yīng)的異丙苯原料12與壓縮空氣13在氧化塔203內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，利用密度差，循環(huán)液經(jīng)冷卻器303移走氧化反應(yīng)熱，冷卻后的物料經(jīng)循環(huán)管線15自然循環(huán)返回氧化塔203底部，氧化塔203頂液相物流14中的另一股物料經(jīng)管線16進(jìn)入下一工段。
[0020]下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實施例。

【具體實施方式】
[0021]【實施例1】
[0022]環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模為10萬噸/年，設(shè)置2座氧化塔。氧化塔201操作溫度110°C;操作壓力為0.30MPaG ;冷卻器301操作溫度110°C;操作壓力為0.30MPaG ;氧化塔202操作溫度105°C ;操作壓力為0.20MPaG ;冷卻器302操作溫度105°C ;操作壓力為0.20MPaG ;在循環(huán)液循環(huán)管線上不設(shè)置循環(huán)泵，依靠氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差實現(xiàn)自然循環(huán)。所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為7.5。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗72.59萬千瓦時/年。
[0023]【實施例2】
[0024]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模變?yōu)?5萬噸/年，設(shè)置3座氧化反應(yīng)器。氧化塔201操作溫度110°C;操作壓力為0.30MPaG ;冷卻器301操作溫度110°C;操作壓力為0.30MPaG ;氧化塔202操作溫度108°C;操作壓力為0.25MPaG ;冷卻器302操作溫度108°C ;操作壓力為0.25MPaG ;氧化塔203操作溫度105°C ;操作壓力為0.20MPaG ;冷卻器303操作溫度105°C;操作壓力為0.20MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為7.5。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗109.04萬千瓦時/年。
[0025]【實施例3】
[0026]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模為10萬噸/年，設(shè)置2座氧化反應(yīng)器，只是操作條件改變。氧化塔201操作溫度120°C;操作壓力為0.35MPaG ;冷卻器301操作溫度120°C;操作壓力為0.35MPaG ;氧化塔202操作溫度105°C;操作壓力為0.20MPaG ；冷卻器302操作溫度105°C;操作壓力為0.20MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為8.8。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?4%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗73.72萬千瓦時/年。
[0027]【實施例4】
[0028]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模變?yōu)?0萬噸/年，設(shè)置4座氧化反應(yīng)器。氧化塔201操作溫度120°C;操作壓力為0.35MPaG ;冷卻器301操作溫度120°C;操作壓力為0.35MPaG ;氧化塔202操作溫度115°C;操作壓力為0.3IMPaG ;冷卻器302操作溫度115°C ;操作壓力為0.3IMPaG ;氧化塔203操作溫度110°C ;操作壓力為0.25MPaG ;冷卻器303操作溫度110°C ;操作壓力為0.25MPaG ;第四個氧化塔操作溫度105°C ;操作壓力為0.20MPaG ;第四個冷卻器操作溫度105°C;操作壓力為0.20MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為8.8。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?4%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗147.44萬千瓦時/年。
[0029]【實施例5】
[0030]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模變?yōu)?0萬噸/年，設(shè)置3座氧化反應(yīng)器。氧化塔201操作溫度150°C ;操作壓力為0.8MPaG ;冷卻器301操作溫度150°C ；操作壓力為0.8MPaG ;氧化塔202操作溫度140°C;操作壓力為0.7MPaG ;冷卻器302操作溫度140°C ;操作壓力為0.7MPaG ;氧化塔203操作溫度130°C ;操作壓力為0.6MPaG ;冷卻器303操作溫度130°C ;操作壓力為0.6MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為10.5。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗151.41萬千瓦時/年。
[0031]【實施例6】
[0032]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模變?yōu)?0萬噸/年，設(shè)置3座氧化反應(yīng)器。氧化塔201操作溫度70°C ;操作壓力為0.2MPaG ;冷卻器301操作溫度70°C ；操作壓力為0.2MPaG ;氧化塔202操作溫度65°C ;操作壓力為0.15MPaG ;冷卻器302操作溫度65°C ;操作壓力為0.15MPaG ;氧化塔203操作溫度60°C ;操作壓力為0.1MPaG ;冷卻器303操作溫度60°C;操作壓力為0.1MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為6.9。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗142.17萬千瓦時/年。
[0033]【實施例7】
[0034]按照實施例1所述的條件和步驟，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)規(guī)模變?yōu)?0萬噸/年，設(shè)置3座氧化反應(yīng)器。氧化塔201操作溫度135°C ;操作壓力為0.6MPaG ;冷卻器301操作溫度135°C ；操作壓力為0.6MPaG ;氧化塔202操作溫度130°C;操作壓力為0.5MPaG ;冷卻器302操作溫度130°C ;操作壓力為0.5MPaG ;氧化塔203操作溫度120°C ;操作壓力為0.4MPaG ;冷卻器303操作溫度120°C ;操作壓力為0.4MPaG ;所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差為9.2。氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。減少電耗150.16萬千瓦時/年。
【權(quán)利要求】
1.一種降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，包括異丙苯的原料進(jìn)入氧化塔與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，生成包括過氧化氫異丙苯的物流，氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯囊徊糠纸?jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底，另一部分進(jìn)入下一級氧化塔或進(jìn)入下一個工段；其中，所述循環(huán)管線上不設(shè)置循環(huán)泵，而是依靠氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差實現(xiàn)自然循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔操作溫度為O?150°C，操作壓力為0.0?0.8MPaG ;冷卻器操作溫度為O?150°C，操作壓力為0.0?0.8MPaG。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔操作溫度為50?110°C，操作壓力為0.0?0.4MPaG ;冷卻器操作溫度為50?110°C，操作壓力為0.0?0.4MPaG。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低環(huán)氧丙燒裝置氧化單元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔內(nèi)氣液兩相物流與循環(huán)管線內(nèi)液相物流的密度差大于6.9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，其特征在于所述氧化單元氧化塔設(shè)有三個，每個氧化塔設(shè)有循環(huán)管線和冷卻器，最后一個氧化塔的塔頂物流的一部分進(jìn)入下一個工段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低環(huán)氧丙烷裝置氧化單元能耗的方法，其特征在于所述氧化塔頂?shù)囊合辔锪鞯?0?90%經(jīng)冷卻器后通過循環(huán)管線直接返回氧化塔底。
【文檔編號】C07D301/19GK104402843SQ201410719647
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】楊建平, 許麟君, 牛曉鋒, 何琨 申請人:中石化上海工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司