一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法及装置与流程

1.本发明涉及化工生产领域，特别涉及一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法及装置。


背景技术：

2.本公司在采用乙烯氧化法生产环氧乙烷，乙烯环氧化生产环氧乙烷的过程中，含有乙烯和氧气等组分的原料气在银催化剂的作用下在一定反应条件下生产粗环氧乙烷。乙烯在氧化过程中会产生发生很多副反应，产物组成复杂，除环氧乙烷外还包括甲醛、乙醛等醛类化合物；酮类化合物；酸类化合物；产物链条加长等副产物。氧化反应后会采用水吸收粗环氧乙烷形成粗环氧乙烷水溶液，然后再对粗环氧乙烷水溶液进行回流精制。
3.在生产过程中发现在生产装置的环氧乙烷回流系统中会出现累积的聚合物，随着聚合物积累的增加，会造成管道、仪表引压管堵塞等现象，使装置存在一定的安全隐患；同时聚合物会造成回流泵滤网堵塞，装置需要周期性清理；在回流泵清滤网过程中，必须将泵中物料倒空排放，排放的物料不仅会造成污水cod上升，还会触发回流泵周边气体检测仪联锁停回流泵、开喷淋，导致装置生产波动，影响产品效益。因此解决或减缓回流系统中聚合物的生成，对装置的正常运行、稳定产品质量具有积极的作用。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法及装置。该方法操作简单，可以减缓聚合物的生成与累积，避免管道、仪表引压管、回流泵滤网堵塞，延长装置清理周期，使装置得以长期安全运行，保障产品稳定品质，提高经济效益。
5.本发明中环氧乙烷的生产经历如下步骤：
6.(1)：乙烯氧化生成粗环氧乙烷；
7.(2)：水吸收粗环氧乙烷形成粗环氧乙烷水溶液；
8.(3)：精馏塔回流精制粗环氧乙烷水溶液。
9.为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：
10.一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法，用多孔吸附材料对粗环氧乙烷水溶液中的醛类物质及酸性杂质进行吸附脱除。
11.所述的粗环氧乙烷水溶液即指的上述步骤(2)所生成的粗环氧乙烷水溶液，其中含有醛、酮、酸以及链条加长的反应物等一系列杂质。
12.优选的，所述的多孔吸附材料为离子交换树脂或改性的疏水性沸石分子筛或交换吸附树脂cz201。
13.优选的，所述吸附材料的bet比表面积为30-40m2/g，微孔面积为1-3m2/g。
14.优选的，所述吸附材料的bet比表面积为33.54m2/g，微孔面积为1.55m2/g。
15.优选的，所述的吸附温度为15-30℃，压力为0.1-0.3mpa，空速≤10h-1
。
16.优选的，采取的吸附方式可以是间断吸附也可以是连续吸附。
17.一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法用装置，其特征在于，包括待处理样品部，高压平流泵，吸附部，冷凝器以及接收部，前述装置依次串联。
18.有益效果：
19.本发明技术方案简单，采用本发明可以减缓聚合物的生成与累积，避免管道、仪表引压管、回流泵滤网堵塞，延长装置清理周期，使装置得以长期安全运行，保障产品稳定品质，提高经济效益。
附图说明
20.图1本发明方法用装置。
21.图2气相聚合实验装置图。
22.1-待处理样品部，2-高压平流泵，3-吸附部，4-冷凝器；5-接收部；6-冷凝管；7-冷却液进出口；8-铂电阻温度计；9-单口烧瓶；10-油浴锅；11-导热油；12-电热炉。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
26.下面结合附图对本发明进行详细说明，以方便本领域技术人员理解本发明。
27.如图1所示，为一种减缓环氧乙烷生产中精馏塔回流段聚合物积聚的方法用装置，该装置包括待处理样品部1，高压平流泵2，吸附部3，冷凝器4以及接收部5，前述装置依次串联。
28.粗环氧乙烷依次流过上述装置，从而被吸附部3中的吸附材料对粗环氧乙烷水溶液中的醛类物质及酸性杂质进行吸附脱除。
29.实施例1
30.从乙烯氧化的工艺线上取回部分粗环氧乙烷水溶液，然后在吸附部3中装填离子交换树脂20ml，该离子交换树脂为交换吸附树脂cz201，该树脂的bet比表面积为33.54m2/g，微孔面积为1.55m2/g，孔径在的累积孔面积为24m2/g，平均孔径为阴离子交换容量为4.2mmol/g，量取该树脂10ml置于250ml吸附部3中，然后在温度25℃、压力
0.2mpa、空速0.5h-1
的条件下对装置上取回的某物料进行吸附，40倍床体积吸附前后流出液的阴离子含量对比如表1所示。
31.表1
32.阴离子总类hcoo-ch3coo-hoch2coo-f-cl-so
42-吸附前浓度/mg/l0.16535.31.062.410.5110.256吸附后浓度/mg/l0.0575.870.1340.010.0050.019
33.从表中可以看出经树脂吸附后，粗环氧乙烷水溶液中的一些阴离子的含量大幅度下降。
34.实施例2
35.按图1工艺流程，装填上述分子筛cz202 20ml，在温度25℃、压力0.2mpa、空速1h-1
的条件下对实施例1取回的粗环氧乙烷水溶液进行吸附，35倍床体积吸附前后流出液的阴离子含量对比如表4所示。
36.表2吸附前后阴离子含量对比
37.阴离子总类hcoo-ch3coo-hoch2coo-吸附前浓度/mg/l0.16535.31.06吸附后浓度/mg/l0.0298.280.273
38.实施例3
39.因粗环氧乙烷水溶液中的甲醛含量并不多，而在实际生产中聚合物累积堵塞并不是一蹴而就的，是经过长期的生产而产生的，因此采用从实际生产线上取回的粗环氧乙烷水溶液样品做甲醛的吸附以及聚合物的产生实验会导致误差，因此需要模拟一种含甲醛的粗环氧乙烷水溶液体系，来研究吸附的作用。
40.配制含300mg/l的甲醛、7％的环氧乙烷水溶液。采用自合成的一种交换吸附树脂cz201，该树脂的bet比表面积为33.54m2/g，微孔面积为1.55m2/g，孔径在的累积孔面积为24m2/g，平均孔径为阴离子交换容量为4.2mmol/g，量取该树脂10ml置于250ml吸附部3中，加入100ml配置的环氧乙烷水溶液，振荡5min后静置取上层清液，测得清液的醛含量为14.6mg/l。
41.实施例4
42.按图1的工艺流程，在吸附部内填装20ml交换吸附树脂cz201，在温度25℃、压力0.2mpa、空速0.5h-1
的条件下对实施例1中的甲醛/环氧乙烷水溶液进行吸附实验，流出口的甲醛浓度如表3所示。
43.表3不同吸附床体积时出料甲醛浓度
44.吸附床体积数820334054出料甲醛浓度/mg/l20.617.724.122.426.8
45.从上表可以看出，不同的吸附床体积数对于吸附的效果影响不大。
46.实施例5
47.按图1工艺流程，装填改性后的疏水性沸石分子筛cz202 20ml，在温度25℃、压力0.2mpa、空速1h-1
的条件下对实施例1中的甲醛/环氧乙烷水溶液进行吸附实验，其他条件与实施例1一致，流出口的甲醛浓度如表4所示。
48.表4不同吸附床体积时出料甲醛浓度
49.吸附床体积数1023304052出料甲醛浓度/mg/l24.928.125.832.431.8
50.从上表可以看出，采用改性后的疏水性沸石分子筛亦可以达到比较好的吸附效果。
51.实施例6
52.取以实施例1-5吸附处理前后原液、流出液各300ml，按气相聚合实验装置(如图2，包括冷凝管6、冷却液进出口7、铂电阻温度计8、单口烧瓶9、油浴锅10、导热油11、电热炉12)，维持溶液温度在100℃，使得反应瓶内溶液稍有回流，冷凝管内通-5℃的冷却液，分别在ph＝4.0、ph＝7.0条件下，回流48h后观察冷凝管内聚合物的生成与累积。反应结果如下：
53.表5
[0054][0055]
由上述实验数据可知，经吸附后的粗环氧乙烷水溶液可有效减缓聚合物的生成与累积
[0056]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保
护范围。