專利名稱：在微通道反應(yīng)器內(nèi)的危險(xiǎn)反應(yīng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工藝操作的改進(jìn)，特別是涉及烴的工藝操作的改進(jìn)。 發(fā)現(xiàn)所設(shè)想的工藝改進(jìn)特別適用于由烯烴和氧氣制備環(huán)氧烷及其任選 的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。
背景技術(shù)：
當(dāng)在工業(yè)規(guī)模上操作時(shí)，工藝操作必須滿足許多重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 在現(xiàn)代環(huán)境中，工藝設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境法規(guī)并保持健康和安全標(biāo)準(zhǔn)。 利用或產(chǎn)生危險(xiǎn)化學(xué)品的工藝導(dǎo)致特別的問(wèn)題，且常常為了最小化爆
炸或反應(yīng)失控的危險(xiǎn)，這些工藝操作不得不在非最佳的條件下操作； 這將增加裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)成本(操作費(fèi)用或0PEX)。這些工藝可能還不得不 利用比進(jìn)行該工藝剛好需要的設(shè)備更多的設(shè)備；這將導(dǎo)致建造成本增 加(投資費(fèi)用或CAPEX)。
仍然需要提供可降低CAPEX和0PEX成本和特別是不增加對(duì)裝置損 害以及對(duì)公眾和/或工藝裝置操作者的危險(xiǎn)的工藝操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供微通道裝置在工藝操作中的用途。這種裝置早先被提 出在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)合中使用，但早先沒(méi)有提出在維持或降低裝置 安全危險(xiǎn)的情況下，提供降低的CAPEX和/或0PEX的組合。
本發(fā)明提供用于混合具有爆炸可能性的氧化劑與烴物料的方法， 該方法包括輸送含烴物料的第一物流和含氧化劑的笫二物流到孩i通道 裝置內(nèi)，進(jìn)行混合，和引出混合物。這一方法在用于將氧氣混合到環(huán) 氧乙烷生產(chǎn)裝置中的氣體循環(huán)物流內(nèi)時(shí)具有特別的優(yōu)點(diǎn)。


圖l示出了微通道反應(yīng)器及其主要部件的示意圖。
圖2示出了含工藝微通道和換熱通道的重復(fù)單元的典型實(shí)例和當(dāng)
在本發(fā)明的實(shí)施中使用時(shí)其操作的示意圖。在本發(fā)明中使用的孩走通道 裝置或反應(yīng)器可包括多個(gè)這種重復(fù)單元。
圖3示出了本發(fā)明的用于制備環(huán)氧乙烷的方法的實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供利用用于物理操作的微通道裝置的方法。下文給出這 種裝置的討論。
WO-A-2004/099113 、 W0-A-01/12312 、 WO-01/54812 、 US-A-6440895 、 US+6284217 、 US-A-6451864 、 US-A-6491880 、 US-A-6666909 、 US-A-6811829 、US+6851171 、 US-A-6494614 、 US-A-6228434和US-A-6192596中描述了適用于在本發(fā)明中4吏用的 微通道反應(yīng)器及其操作。正如這些參考文獻(xiàn)中所述，可通過(guò)其對(duì)孩吏通 道反應(yīng)器進(jìn)行制造和操作的方法通?？蓱?yīng)用于本發(fā)明的實(shí)施中。
參考圖1，微通道反應(yīng)器100可由頂管(header) 102、多個(gè)工藝微 通道104和底管(footer) 108組成。頂管102提供流體流入到工藝孩史 通道104內(nèi)的通路。底管108提供流體從工藝微通道104中流出的通 路。
在微通道反應(yīng)器內(nèi)包含的工藝微通道的數(shù)目可能變化很大。例如， 數(shù)目可以是最多105，或甚至最多106，或最多2xi06。通常工藝^:通 道的數(shù)目可以是至少10或至少100，或甚至至少1000。
工藝微通道通常平行排列，例如它們可形成平面內(nèi)的微通道的陣 列。每一工藝微通道可具有高度或?qū)挾鹊闹辽僖粋€(gè)內(nèi)部尺寸為最多 15mm，命J:i口 0. 05—10mm，特另'J是0. l—5mm，更特另U是0. 5—2mm。高度或 寬度的另一內(nèi)部尺寸可以是例如0. l-100cm，特別是O. 2-75cm，更特 別是O. 3-50cm。每一工藝微通道的長(zhǎng)度可以是例如1-500cm，特別是 2-300cm，更特別是3-200cm，或5-100cm。
微通道反應(yīng)器100還包括與工藝微通道104換熱接觸的換熱通道 (圖1中未示出)。換熱通道可以是微通道。調(diào)整微通道反應(yīng)器，以便 換熱流體可從換熱頂管110經(jīng)換熱通道流動(dòng)到換熱底管112中?？膳?布換熱通道，以便相對(duì)于在工藝微通道104內(nèi)的流動(dòng)，提供并流、逆
流或在一些方面優(yōu)選交叉流方向的流動(dòng)。交叉流方向如箭頭114和116 所示。
每一換熱通道可具有高度或?qū)挾鹊闹辽僖粋€(gè)內(nèi)部尺寸為最多 15mm，例如O. 05-10鵬，特別是0. 1-5mm，更特別是0. 5-2mm。高度或 寬度的另一內(nèi)部尺寸可以是例如0. l-100cm,特別是0.2-75cm,更特 別是0. 3-50cm。每一換熱通道的長(zhǎng)度可以是例如l-500cm，特別是 2-300cm,更特別是3-200cm，或5-100cm。
在每一工藝微通道104和下一相鄰的換熱通道之間的間隔距離范 圍可以是0. 05-5mm，特別是0. 2-2mm。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供第一換熱通道和第二換熱通道， 或者第一換熱通道、第二換熱通道和第三換熱通道，或甚至最多第五 換熱通道，或甚至另外的換熱通道。因此，在這種情況下，存在多組 換熱通道，和因此可存在多個(gè)換熱頂管IIO和換熱底管112，從而每 組換熱通道可用于接收來(lái)自換熱頂管110的換熱流體和傳輸該換熱流 體到換熱底管112內(nèi)。
頂管102、底管108、換熱頂管110、換熱底管112、工藝微通道 104和換熱通道可獨(dú)立地由任何構(gòu)造材料制成，所述構(gòu)造材料將提供 足夠的強(qiáng)度、任選的尺寸穩(wěn)定性和傳熱特征，以允許根據(jù)本發(fā)明的方 法進(jìn)行操作。合適的構(gòu)造材料包括例如鋼(例如不銹鋼和碳鋼)、蒙乃 爾高強(qiáng)度耐蝕鎳銅合金、鈦、銅、玻璃和聚合物組合物。換熱流體的 種類對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的，和換熱流體可選自多種流體。合適
的換熱流體包括蒸汽、水、空氣和油。在含多組換熱通道的本發(fā)明實(shí) 施方案中，這些多組換熱通道可采用不同的換熱流體或采用具有不同 溫度的換熱流體操作。
用于本發(fā)明的微通道反應(yīng)器可包括多個(gè)重復(fù)單元，其中每一重復(fù) 單元包括一個(gè)或多個(gè)工藝微通道和一個(gè)或多個(gè)換熱通道?，F(xiàn)參考圖2， 它示出了典型的重復(fù)單元及其操作。
工藝微通道210具有上游端220和下游端230，和可由第一部分 240組成。第一部分240可與第一換熱通道250換熱接觸，從而允許
在工藝微通道210的第一部分240和第一換熱通道250之間換熱。該 重復(fù)單元可包括第一進(jìn)料通道260，所述第一進(jìn)料通道260經(jīng)一個(gè)或 多個(gè)第一孔280通入第一部分240內(nèi)。通常， 一個(gè)或多個(gè)第一孔280 可相對(duì)于另一第一孔280位于下游。在操作過(guò)程中，原料可經(jīng)上游端 220的開(kāi)口和/或經(jīng)第一進(jìn)料通道260和一個(gè)或多個(gè)第一孔280進(jìn)入到 工藝孩t通道210的第一部分240內(nèi)。
工藝微通道210可包括第二部分340。第二部分340位于第一部 分240的下游。第二部分340可與第二換熱通道350換熱接觸，從而 允許在工藝微通道210的第二部分340和第二換熱通道350之間換熱。 在一些實(shí)施方案中，第二部分340用于通過(guò)與第二換熱通道350內(nèi)的 換熱流體換熱驟冷在第一部分240中獲得并從中接收的產(chǎn)物?？梢曅?要，通過(guò)存在多個(gè)例如2或3或4個(gè)第二換熱通道350分段實(shí)現(xiàn)驟冷。 所述多個(gè)第二換熱通道350可用于包含具有不同溫度的換熱流體，特 別是使得在第二部分340的下游方向上與含具有較低溫度的換熱流體 的第二換熱通道350發(fā)生換熱。該重復(fù)單元可包括笫二進(jìn)料通道360， 所述第二進(jìn)料通道360通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第二孔380通入第二部分340 內(nèi)。在操作過(guò)程中，原料可從工藝微通道210的上游并經(jīng)第二進(jìn)料通 道360和一個(gè)或多個(gè)第二孔380進(jìn)入到第二部分340內(nèi)。
第一和第二進(jìn)料通道260或360與第一和笫二孔280或380組合， 從而一個(gè)或多個(gè)第一或第二孔280或380分別位于另一第一或第二孔 280或380的下游，以允許補(bǔ)充反應(yīng)物。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中， 可補(bǔ)充反應(yīng)物。
工藝微通道210可包括中間部分440，它位于第一部分240的下 游和第二部分340的上游。中間部分440可與第三換熱通道450換熱 接觸，從而允許在工藝微通道210的中間部分440和第三換熱通道450 之間換熱。
在一些實(shí)施方案中，工藝微通道210可包括在第二部分340的下 游的第三部分(未畫(huà)出)，和任選地在第二部分340的下游和在第三部 分的上游的第二中間部分(未畫(huà)出)。第三部分可與第四換熱通道(未畫(huà)
出)換熱接觸，從而允許在工藝微通道210的第三部分和第四換熱通道 之間換熱。第二中間部分可與第五換熱通道(未畫(huà)出)換熱接觸，從而 允許在工藝微通道210的第二中間部分和第五換熱通道之間換熱。該 重復(fù)單元可包括第三進(jìn)料通道(未畫(huà)出)，所述第三進(jìn)料通道經(jīng)一個(gè)或 多個(gè)第三孔(未畫(huà)出)終止于第三部分內(nèi)。通常， 一個(gè)或多個(gè)第三孔可 相對(duì)于另一第三孔位于下游。在操作過(guò)程中，原料可由工藝微通道210 的上游并經(jīng)第三進(jìn)料通道和一個(gè)或多個(gè)第三孔進(jìn)入到第三部分內(nèi)。
每一進(jìn)料通道可以是微通道。它們可具有高度或?qū)挾鹊闹辽僖粋€(gè) 內(nèi)部尺寸為最多15mm，例如0. 05-10mm，特別是0. l-5mm，更特別是 0.5-2mm。高度或?qū)挾鹊牧?一 內(nèi)部尺寸可以是例如0. 1-100cm，特別是 0. 2-75cm，更特別是0. 3-50cm。每一進(jìn)料通道的長(zhǎng)度可以是例如 l-250cm，特別是2-150cm，更特別是3-lOOcm，或5-50c邁。
工藝微通道的各部分的長(zhǎng)度可彼此獨(dú)立地根據(jù)例如所需的換熱容 量來(lái)選擇。各部分的長(zhǎng)度可獨(dú)立地為至少lcm，或至少2cm，或至少 5cm。各部分的長(zhǎng)度可獨(dú)立地為最多250cm，或最多150cm，或最多 100cm，或最多50cm。各部分的其它尺寸通過(guò)工藝微通道210的相應(yīng) 尺寸來(lái)定義。
可使用已知的技術(shù)，例如常規(guī)的機(jī)加工、激光切割、模塑、沖模 和蝕刻及它們的組合，制造本發(fā)明的微通道反應(yīng)器?？赏ㄟ^(guò)形成具有 被除去后將提供通路的特征的片材，制造本發(fā)明的微通道反應(yīng)器?？?通過(guò)使用已知的技術(shù)，例如擴(kuò)散粘結(jié)、激光焊接、冷焊、擴(kuò)散釬焊及 它們的組合，組裝一組這種片材形成一體化的器件。本發(fā)明的^t通道 反應(yīng)器包括合適的頂管、底管、閥門(mén)、導(dǎo)管線和其它特征以控制反應(yīng) 物輸入、產(chǎn)物輸出以及換熱流體的流動(dòng)。這些在圖中未示出，但它們 可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地提供。此外，還可存在另外的換熱設(shè)備 (在圖中未示出)用于控制原料溫度，特別是在原料進(jìn)入到工藝微通道 內(nèi)之前加熱原料或原料組分，或者用于在產(chǎn)物離開(kāi)工藝微通道之后控 制產(chǎn)物溫度，特別是冷卻產(chǎn)物。這種另外的換熱設(shè)備可與微通道反應(yīng) 器一體化，但更通常它是單獨(dú)的設(shè)備。這些在圖中未示出，但它們可
由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地提供。
在一些方面中，本發(fā)明特別適用于通過(guò)使用氧氣或空氣直接環(huán)氧
化鏈烯烴制備環(huán)氧烷和特別是環(huán)氧乙烷的方法中，參見(jiàn)Kirk-0thmer Encyclopedia of Chemical Technology,第3版，Vol9， 1980， P. 445-447。在空氣基工藝中，空氣或富含氧氣的空氣用作氧化劑源， 而在氧氣基工藝中，高純(至少95mol。/。)氧氣用作氧化劑源。目前大多 數(shù)環(huán)氧化裝置是氧氣基裝置?？墒褂眠x自寬范圍內(nèi)的反應(yīng)溫度進(jìn)行環(huán) 氧化方法。優(yōu)選地，在環(huán)氧化反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)溫度范圍為150-340'C, 更優(yōu)選范圍為180-325aC。反應(yīng)優(yōu)選在范圍為1000-3500kPa的壓力下 進(jìn)行。
氧化劑和烴物料的混合是危險(xiǎn)的過(guò)程。在氧化劑具體為氧氣的情 況下，必須嚴(yán)格地控制混合過(guò)程，以使在氧氣添加到烴物料中之后混 合體積最小化。
考慮氧氣和烴物料例如乙烯的混合，這兩種物料的混合物具有最 小和最大氧氣含量，在二者之間混合物可能爆炸。在混合之前，氧氣 物流具有超過(guò)爆炸上限的氧氣含量，在混合之后，目標(biāo)是氧氣含量低 于爆炸下限。然而，在混合過(guò)程中必然存在其中混合物具有處于爆炸 區(qū)間內(nèi)的氧氣含量的階段。
因此，使氧化劑-烴混合物處于相對(duì)爆炸區(qū)間內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度最小化 的混合過(guò)程是有利的。
在商業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷中，氧氣與乙烯在極大的體積下反應(yīng)。在商 業(yè)操作中，目前通過(guò)添加氧氣到含乙烯和壓載氣體(ballast gas)的氣 體物流中來(lái)進(jìn)行這一反應(yīng)，所述壓載氣體可包括氮?dú)?、二氧化碳和?烷中的一種或多種。另外，該氣體物流在循環(huán)之后也可含有其它氣體， 例如乙烷、氧氣和氬氣，參見(jiàn)例如US-A-3119837和EP-A-893443。在 添加大量氧氣到氣體物流中之后，使爆炸危險(xiǎn)最小化是主要的考慮。 已經(jīng)開(kāi)發(fā)了特定的裝置以確保快速混合和使處于爆炸區(qū)間內(nèi)的氣體物 流的氣體體積最小化，也就是使沒(méi)有充分混合的氣體體積最小化。一 種這樣的裝置是圓環(huán)或"環(huán)形"的混合裝置，參見(jiàn)Research Disclosure
No. 465117， Research Disclosure Journal, 2003年1月，P. 106， Kenneth Mason Publications Ltd。然而，采用這種裝置時(shí)，仍是直
接將大量氧氣混合到氣體物流中，并且由于存在未充分混合的氣體的 氣窩(pocket)，在氣體物流內(nèi)仍然存在其中氧氣-氣體混合物可能爆炸的區(qū)間。
通過(guò)使用微通道裝置，在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的工藝微通道內(nèi)發(fā)生氧 化劑和烴的混合。優(yōu)選地，氧化劑和烴在氣相內(nèi)。最好通過(guò)各自的進(jìn) 料管線將氧化劑物流和烴物流直接添加到共用的工藝微通道內(nèi)。由于 在微通道裝置內(nèi)存在數(shù)量龐大的工藝微通道，氧化劑原料和烴原料被 分成多個(gè)小的體積以供在各工藝微通道內(nèi)發(fā)生混合。這將確保高效混
最小化。在微通道內(nèi)部，不可能發(fā)生爆炸，因?yàn)闊崃苛⒓幢幌⒉⑶?火焰被猝滅，使得該裝置固有地是安全的。當(dāng)充分混合后，來(lái)自每一 工藝微通道的混合物將在微通道裝置內(nèi)集中成一個(gè)物流或者通過(guò)頂管 集中到外部流出管線內(nèi)，提供具有最小爆炸危險(xiǎn)的充分混合的物流。
參考此處的圖2，對(duì)于例如兩種原料物流之一，優(yōu)選烴物流，可 通過(guò)工藝微通道260和/或220進(jìn)入一個(gè)微通道部分240內(nèi)，并且對(duì)于 這一原料來(lái)說(shuō)要通過(guò)中間部分44Q導(dǎo)引到第二部分340內(nèi)，在第二部 分34Q中，所述兩種原料中的另一種，優(yōu)選氧化劑，通過(guò)第二進(jìn)料通 道360引入。然后可在微通道230內(nèi)進(jìn)行兩種原料的混合，第二種原 料通過(guò)孔380導(dǎo)引到微通道230內(nèi)。視需要，對(duì)于所涉及的原料組分 或?yàn)榱颂峁┨岣叩陌踩?，微通道裝置也可包括換熱通道，所述換熱 通道本身可以是冷卻介質(zhì)可流過(guò)其中的微通道。
在本發(fā)明中，氧化劑最優(yōu)選是氧氣。此處的烴或烴物料可以是含 氫和碳的任何有機(jī)化合物；也可存在其它元素例如氧。在本發(fā)明的這 一方面中，烴物料可以是一種或多種烴，例如Cw。烴，例如甲烷、乙 烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷；氧化物，例如Cw。環(huán)氧烷，例如環(huán)氧 乙烷；二元醇，例如C2—!。亞烷基二醇，例如單乙二醇、二甘醇或三甘 醇；和Cw。有機(jī)酸，例如乙酸。因此，本發(fā)明的方法可例如用于將乙烯催化部分氧化成環(huán)氧乙烷或乙酸乙烯酯。
本發(fā)明最適合提供用于制備環(huán)氧乙烷的方法，該方法包括引入氧 源到微通道裝置的一個(gè)或多個(gè)工藝微通道內(nèi)，和引入乙烯源到相同的 工藝微通道內(nèi)，進(jìn)行混合以形成氣體產(chǎn)物混合物，和輸送該氣體產(chǎn)物 混合物到其中可發(fā)生形成環(huán)氧乙烷的反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)內(nèi)。優(yōu)選地，乙烯 源包括乙烯與選自曱烷、乙烷、氧氣、氬氣、二氧化碳和氮?dú)庵械囊?br> 種或多種化合物的混合物。在其中氧源是純度范圍為95-99. 99體積％ 的氧氣的情況下，最優(yōu)選使用本發(fā)明的方法；然而，氧源也可以是空 氣或較低純度(例如85體積％以上)的氧氣，因此，優(yōu)選氧源是氧氣含 量范圍為15-99. 99體積％的氣體。
在本發(fā)明的這一方面中，氣體在微通道裝置的工藝微通道內(nèi)以"微 量水平(microlevel)"水平混合，即以非常小的規(guī)模混合。在摻混這 兩種原料之后最初當(dāng)然存在富含氧氣和貧含氧氣的混合物的氣窩，然 而，在工藝微通道內(nèi)和通過(guò)微通道孔(若存在的話)分開(kāi)并重新合并氧 氣流，將建立在爆炸極限以下的平均氧氣濃度。當(dāng)氣體混合物行進(jìn)通 過(guò)微通道裝置時(shí)，這些氣窩將消失和氣體在微量水平上充分混合。
在E0制造裝置中，最有用的是其中使用常規(guī)混合裝置的相同位置 處即在反應(yīng)器之前，將微通道裝置布置在循環(huán)氣體環(huán)路內(nèi)。然而，微 通道裝置可布置在循環(huán)氣體環(huán)路內(nèi)的任何位置。在一些位置處，氣體 的條件，例如其組成、壓力和/或溫度，可引起甚至最終充分混合的氣 體處于爆炸區(qū)間內(nèi)；在這種情況下，可需要調(diào)節(jié)條件以允許使用本發(fā) 明的方法，用于例如降低循環(huán)氣體物流的溫度。進(jìn)料管線適合地從乙 烯源進(jìn)入到裝置內(nèi)，和從氧源提供單獨(dú)的進(jìn)料管線?？蓱?yīng)用于混合操 作的一般工藝條件適合地為壓力范圍為1000-3500kPa，和溫度范圍從 環(huán)境溫度(20'C)到250X:。
本發(fā)明的方法在快速時(shí)間規(guī)模內(nèi)提供強(qiáng)化混合，并且實(shí)際上能夠 在比以前提議更短的時(shí)間規(guī)模內(nèi)提供充分混合的產(chǎn)物，特別是對(duì)于混 合具有爆炸可能性的氣體來(lái)說(shuō)。
因此，使用微通道裝置提供的優(yōu)點(diǎn)是，快速地將原料氣體分開(kāi)和
以比現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形混合裝置所能實(shí)現(xiàn)的快得多的速度將小的體積混 合在一起。任何混合物均可處于爆炸區(qū)間內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度顯著縮短，更 快地得到最終充分混合的氣體物流。
微通道本身的尺寸將另外確保混合裝置充當(dāng)滅火器。對(duì)于任何氣
體或氣體混合物來(lái)說(shuō)，存在特征性的火焰猝滅直徑；這是任何火焰在 其內(nèi)將被猝滅的管道或容器直徑。通過(guò)選擇適合的微通道直徑，可確 保能夠立即猝滅任何起始的燃燒反應(yīng)。因此，微通道裝置的物理性質(zhì) 可另外為混合操作提供固有的安全性，這對(duì)目前的混合體系是根本不 可能的。在微通道裝置另外包括換熱通道的情況下，安全優(yōu)點(diǎn)將進(jìn)一 步提高。
因此，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選使用下述微通道裝置，所述微通 道裝置的一個(gè)或更多個(gè)工藝微通道和優(yōu)選所有的工藝微通道的高度和 /或?qū)挾鹊膬?nèi)部尺寸最大為5mm，最優(yōu)選最大為2mm,和特別是最大為 1.5mm。所述內(nèi)部尺寸優(yōu)選為至少0. lmm,最優(yōu)選至少0. 5mm，和特別 是至少0. 5mm。
通過(guò)下述實(shí)施例闡述本發(fā)明。
實(shí)施例
在400， 000mt/a環(huán)氧乙烷裝置內(nèi)，循環(huán)到反應(yīng)器體系內(nèi)的循環(huán)氣 體物流為600mt/h。這一物流主要由曱烷、乙烯、氧氣、氬氣、二氧 化碳和氮?dú)饨M成。反應(yīng)器入口的溫度為140X:和壓力為2000kPa表壓。
在圖3中，在反應(yīng)器1內(nèi)部的催化劑的上方，消耗乙烯和氧氣產(chǎn) 生環(huán)氧乙烷(E0)和二氧化碳(C02)。在E0吸收器2內(nèi)，在用水洗滌反 應(yīng)產(chǎn)物氣體以吸收EO,和在二氧化碳吸收器3內(nèi)一部分循環(huán)氣體被洗 滌掉二氧化碳，之后原料乙烯通過(guò)管線4和氧氣通過(guò)管線5被供應(yīng)到 循環(huán)氣體中，之后進(jìn)入反應(yīng)器1內(nèi)。乙烯以37. 5mt/h進(jìn)料到循環(huán)氣體 中，和氧氣以34. 6mt/h進(jìn)料。從反應(yīng)器1經(jīng)吸收器2和吸收器3并返 回到反應(yīng)器l,所有這些部分加上互連管道形成循環(huán)氣體環(huán)路。
將氧氣在混合器7內(nèi)與循環(huán)氣體混合?；旌掀?是微通道裝置，例 如此處針對(duì)圖l和圖2所述的裝置。通過(guò)多個(gè)小體積的氣體在各微通道
內(nèi)混合，所述微通道裝置將確保氧氣與循環(huán)氣體的改進(jìn)混合，從而降
低爆炸反應(yīng)的影響。在全世界的EO生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)，這樣大體積的可燃?xì)?體的爆炸具有巨大的影響，通過(guò)在這種裝置內(nèi)使用微通道裝置，事故 危險(xiǎn)將得到降低。
權(quán)利要求
1. 用于混合具有爆炸可能性的氧化劑與烴物料的方法，該方法包括:輸送含烴物料的第一物流和含氧化劑的第二物流到微通道裝置內(nèi)，進(jìn)行混合，和引出混合物。
2. 用于制備環(huán)氧乙烷的方法，該方法包括 引入氧源到微通道裝置的一個(gè)或多個(gè)工藝微通道內(nèi)和引入乙烯源到相同工藝微通道內(nèi)，進(jìn)行混合以形成氣體產(chǎn)物混合物，和輸送該氣 體產(chǎn)物混合物到其中可發(fā)生形成環(huán)氧乙烷的反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中微通道裝置位于環(huán)氧乙烷制備裝置的 循環(huán)氣體環(huán)路內(nèi)。
4. 權(quán)利要求2或3的方法，其中乙烯源包括乙烯與乙烷、氧氣、 氬氣、二氧化碳、氮?dú)夂图淄橹械囊环N或多種的混合物，和氧源是氧 氣含量范圍為15-99. 99體積％的氣體。
5. 權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)的方法，其中微通道裝置包括內(nèi)部高度和 /或?qū)挾确秶鸀?. 5-1.5mm的一個(gè)或多個(gè)工藝微通道。
全文摘要
本發(fā)明提供用于混合具有爆炸可能性的氧化劑與烴物料的方法，該方法包括輸送含烴物料的第一物流和含氧化劑的第二物流到微通道裝置內(nèi)，進(jìn)行混合，和引出混合物。該微通道具有范圍為0.5-1.5mm的內(nèi)部高度和/或?qū)挾?。該方法可用于制備環(huán)氧乙烷，其中該微通道裝置位于循環(huán)氣體環(huán)路內(nèi)。
文檔編號(hào)C07D301/04GK101384351SQ200680053285
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者A·N·R·鮑斯, J·W·博爾克 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司