專利名稱：一種環(huán)氧丙烷精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧丙烷的精制方法，更具體地說，涉及一種過氧化氫與丙烯反應(yīng)制備環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物中精制環(huán)氧丙烷的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧丙燒(Propylene Oxide)是有機(jī)合成的重要原料,是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物。它主要用于生產(chǎn)聚醚、丙二醇、丙二醇醚等，也是非離子表面活性劑、油田破乳劑、農(nóng)藥乳化劑等的重要原料。環(huán)氧丙烷的衍生物還廣泛用于食品、煙草、農(nóng)藥及化妝品等行業(yè)。已生產(chǎn)的下游產(chǎn)品近百種，是精細(xì)化工產(chǎn)品的重要原料。環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝主要有氯醇法、共氧化法及直接氧化法，前兩種生產(chǎn)方法都存在成本高、污染大等缺陷。氯醇法主要的問題是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，并且生產(chǎn)中產(chǎn)生大量有機(jī)氯化物的廢水、廢渣，污染環(huán)境。共氧化法具有流程長、投資大、副產(chǎn)品多，受石油危機(jī)、能源短缺、副產(chǎn)品出路制約等問題；直接氧化法則是在鈦硅分子篩催化劑的作用下，使用雙氧水直接氧化丙烯合成環(huán)氧丙烷的方法。該方法具有條件溫和、工藝簡單、產(chǎn)品選擇性好和環(huán)境友好等特點(diǎn)，因此鈦硅分子篩催化丙烯環(huán)氧化合成環(huán)氧丙烷被認(rèn)為是環(huán)氧丙烷合成技術(shù)的發(fā)展趨勢。丙烯和雙氧水的直接環(huán)氧化工藝中一般采用大量的甲醇作為溶劑，將過量的丙烯溶解在甲醇溶液中與雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，從而保證較高雙氧水的轉(zhuǎn)化率和環(huán)氧丙烷的選擇性。盡管丙烯和雙氧水的直接環(huán)氧化反應(yīng)具有很高的選擇性和轉(zhuǎn)化率，但反應(yīng)產(chǎn)物中存在大量溶劑、水和未反應(yīng)的丙烯，另外反應(yīng)過程中生成少量但種類繁多的醛、醚、醇、酮等高沸點(diǎn)副產(chǎn)物，使得環(huán)氧丙烷的精制十分困難。同時，在產(chǎn)品精餾過程中，環(huán)氧丙烷在較高的溫度下能與水和含羥基的其它物質(zhì)反應(yīng)生成醚等雜質(zhì)，減少了環(huán)氧丙烷的收率，因此環(huán)氧丙烷的精制是直接氧化法工藝中的關(guān)鍵步驟。

直接環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物 含有大量溶劑、未反應(yīng)丙烯、環(huán)氧丙烷、水及其它雜質(zhì)，以下專利文獻(xiàn)公開了不同的精制環(huán)氧丙烷的方法:US5599955通過連續(xù)蒸餾步驟分離和精制直接環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物。CN1398262A、US6024840、EP2168953采用包括精餾塔、丙烯汽提塔、萃取精餾塔結(jié)合的流程精制直接環(huán)氧化產(chǎn)物，得到環(huán)氧丙烷。US6881853公開了一種采用兩個分離塔，一個丙烯吸收塔的流程分離直接環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物的方法。US7863468公開了一種生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法包括兩個精餾塔，將環(huán)氧丙烷與丙烯等不凝氣分離，然后分別對環(huán)氧丙烷、粗甲醇及丙烯進(jìn)行精制。該方法需要控制第一個精餾塔的回流比，將塔頂物料中的水含量控制在0.5% (重量比)以下。綜上所述，在直接環(huán)氧化反應(yīng)的產(chǎn)物分離過程中，為抑制環(huán)氧丙烷在較高的溫度下與水和含羥基物質(zhì)的反應(yīng)，現(xiàn)有分離方法基本都采用在反應(yīng)器后的第一個蒸餾塔內(nèi)將環(huán)氧丙烷從塔頂隨丙烯排出的方式，盡量縮短環(huán)氧丙烷在塔內(nèi)的停留時間和降低操作溫度。第一個蒸餾塔塔頂物料中除環(huán)氧丙烷和丙烯外，還含有一部分溶劑和/或少量的水，以及乙醛等雜質(zhì)，因此塔頂物料還需要再進(jìn)入丙烯汽提塔使丙烯與環(huán)氧丙烷及溶劑分離，丙烯汽提塔塔頂物料經(jīng)部分冷凝后排出的丙烯在壓縮前一般需要去除其中夾帶的環(huán)氧丙烷，塔底排出的環(huán)氧丙烷與溶劑需進(jìn)行萃取精餾進(jìn)行進(jìn)一步精制才能得到產(chǎn)品。環(huán)氧丙烷精制的流程較長、能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是提供一種環(huán)氧丙烷收率高、分離流程簡化以及裝置能耗低的直接環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物的精制方法。本發(fā)明的 要解決的技術(shù)問題之二是提供一種使用鈦硅分子篩催化劑的直接環(huán)氧化反應(yīng)及分離方法。本發(fā)明提供的一種環(huán)氧丙烷的精制方法，包括:來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后經(jīng)壓縮后循環(huán)返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環(huán)氧丙烷、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。本發(fā)明提供的一種直接環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷及產(chǎn)物分離方法，包括:(I)過氧化氫和丙烯在有機(jī)溶劑中混合溶解，在環(huán)氧化反應(yīng)器中與鈦硅分子篩催化劑接觸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，得到含有環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物，所述的反應(yīng)產(chǎn)物包括丙烷、丙烯、環(huán)氧丙燒、有機(jī)溶劑、水和少量聞沸點(diǎn)副廣物；(2)來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷和少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環(huán)氧丙烷、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。本發(fā)明提供的一種環(huán)氧丙烷的精制方法及直接環(huán)氧化及分離方法的有益效果為:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法在進(jìn)行環(huán)氧丙烷產(chǎn)品精制時采用低溫低壓工藝，能夠確保環(huán)氧丙烷從反應(yīng)產(chǎn)物中充分分離，并提高了環(huán)氧丙烷的收率；采用甲醇做為環(huán)氧丙烷吸收塔的吸收劑，吸收后的產(chǎn)物返回丙烯分離塔回收其中的丙烯及環(huán)氧丙烷，進(jìn)一步降低了丙烯和環(huán)氧丙烷的損失；萃取精餾塔塔底萃取液不含環(huán)氧丙烷，可直接送至甲醇精餾塔進(jìn)行分離，減少了環(huán)氧丙烷的損失，降低了裝置的操作費(fèi)用。


附圖為本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烷精制方法的一種實施方式的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的一種環(huán)氧丙烷精制方法，以及直接環(huán)氧化反應(yīng)及分離方法具體是這樣實施的:一種環(huán)氧丙烷精制方法，來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔，分離得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，汽提脫除其中的丙烯、丙烷，汽提后的塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。本發(fā)明提供的方法中，所述的丙烯分離塔的壓力為0.1MPa-0.5MPa、優(yōu)選0.15MPa-0.3MPa，回流比為0-3、優(yōu)選0.1-1，塔頂溫度為60°C _90°C、優(yōu)選70°C _85°C，塔底溫度為 80°C -110°C、優(yōu)選 85°C -100°C。本發(fā)明提供的方法中，以重量百分含量計，所述的丙烯分離塔塔頂物料含有15% -50%的丙烯、0-10%的丙烷、10% -50%的環(huán)氧丙烷、5% -50%的甲醇和0-10%的水；所述的丙烯分離塔塔底物料含有30% -90%的甲醇、20% -50%的水、0.1% -1%的過氧化氫和0.1% -5%的高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。本發(fā)明提供的方法中，所述的丙烯汽提塔壓力為0.1MPa-0.4MPa、優(yōu)選為0.15MPa-0.3MPa，塔釜溫度為 55°C -80°C。本發(fā)明提供的方法中，所述的丙烯汽提塔塔底物流含有10% -65%的甲醇、20% -60%的環(huán)氧丙烷，其余的為高沸點(diǎn)副產(chǎn)物，含或不含水。本發(fā)明提供的方法中，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔的壓力為0.1MPa-0.5MPa、優(yōu)選為0.15MPa_0.35Mpa。本發(fā)明提供的方法中，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔中的吸收劑選自水、醇、二醇和二醇醚中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的吸收劑為甲醇。
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本發(fā)明提供的方法中，所述的丙烯汽提塔塔底物流和萃取劑進(jìn)入萃取精餾塔，在萃取精餾條件下，萃取精餾塔塔頂?shù)玫郊状己繕O低的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，萃取精餾塔塔底得到甲醇和萃取劑的混合物。本發(fā)明提供的方法中，所述的萃取精餾塔的壓力為0.1-0.5MPa、優(yōu)選0.1-0.3MPa,回流比為 1-10。本發(fā)明提供的方法中，所述的萃取劑選自水、丙二醇和叔丁醇中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的萃取劑為水。一種直接環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷及產(chǎn)物分離方法，包括:(I)過氧化氫和丙烯在有機(jī)溶劑中混合溶解，在環(huán)氧化反應(yīng)器中與鈦硅分子篩催化劑接觸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，得到含有環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物，所述的反應(yīng)產(chǎn)物包括丙烷、丙烯、環(huán)氧丙燒、有機(jī)溶劑、水和少量聞沸點(diǎn)副廣物；(2)來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷后循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環(huán)氧丙烷、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。本發(fā)明提供的使用鈦硅分子篩催化劑的直接環(huán)氧化反應(yīng)制備環(huán)氧丙烷的步驟為:過氧化氫原料和丙烯原料在有機(jī)溶劑中混合溶解，在環(huán)氧化反應(yīng)器中與鈦硅分子篩催化劑接觸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，過氧化氫氧化丙烯，生成環(huán)氧丙烷和水，并且生成丙二醇、丙二醇醚、縮丙二醇等高沸點(diǎn)副產(chǎn)物，得到的反應(yīng)產(chǎn)物包括丙烷、丙烯、環(huán)氧丙烷、有機(jī)溶劑、水和少量高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。本發(fā)明提供的方法中，所述的有機(jī)溶劑優(yōu)選沸點(diǎn)在環(huán)氧丙烷和水之間的有機(jī)溶齊U，包括甲醇、乙醇或叔丁醇等醇類，優(yōu)選使用甲醇作為溶劑。溶劑中甲醇的重量百分含量為50% -100%，優(yōu)選90% -100%，可以含有少量雜質(zhì)如乙醇和丙醇等。所述過氧化氫原料以含有5% -75%的過氧化氫的水溶液的形式使用，優(yōu)選使用由蒽醌法制備的含有20% -55%的過氧化氫產(chǎn)品。所述的丙烯原料除丙烯外，可含有0% -15%的丙烷。本發(fā)明提供的方法中，所述的環(huán)氧化反應(yīng)器的操作條件為:溫度為10°C _80°C、優(yōu)選25°C _55°C，壓力為1.5MPa-5.0MPa，使用過量的丙烯并控制溶液的pH值以使過氧化氫的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上。為保證在反應(yīng)壓力下丙烯與過氧化氫充分溶解，溶劑的使用量經(jīng)過優(yōu)選，使每摩爾的過氧化氫與1-15摩爾的溶劑混合。所述的鈦娃分子篩催化劑為鈦娃分子篩粉末,或鈦娃分子篩與載體結(jié)合的鈦娃分子篩催化劑，其中鈦硅分子篩可以經(jīng)過改性或不進(jìn)行改性處理，也可以是改性分子篩和非改性分子篩的混合物。所述的環(huán)氧化反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或淤漿床反應(yīng)器。本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烷精制方法，包括:來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷和少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后 經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環(huán)氧丙烷、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。本發(fā)明提供的方法中，來自直接環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物，以重量百分含量計，通常含有25% -80%的甲醇、5% -45%的水、1% -15%的丙烯、0% -5%丙烷、5% -25%的環(huán)氧丙烷、余量未反應(yīng)的過氧化氫和少量高沸點(diǎn)的副產(chǎn)物。反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔，所述的丙烯分離塔有5-60個理論板、優(yōu)選10-45塊理論板，反應(yīng)產(chǎn)物和環(huán)氧丙烷吸收塔塔釜物料由分離塔頂上方第I塊理論板至第20塊理論板之間進(jìn)料，優(yōu)選由塔頂上方第I塊理論板至第10塊理論板之間進(jìn)料。所述的丙烯分離塔的壓力為0.lMPa_0.5MPa，優(yōu)選0.15MPa_0.3MPa ;回流比為0-3，優(yōu)選0.1-1，丙烯分離塔可以在沒有回流的情況下操作。優(yōu)選丙烯分離塔的操作條件，以便將環(huán)氧丙烷全部從塔頂隨丙烯排出，塔釜得到不含環(huán)氧丙烷的甲醇、未反應(yīng)的過氧化氫、水和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。所述的丙烯分離塔的塔頂產(chǎn)物中，包括所有的環(huán)氧丙烷、丙烯、含或不含丙烷，以及不超過甲醇總量的50%，通常不超過35%，優(yōu)選不超過25%的甲醇，含或不含水，還可能含有由環(huán)氧化反應(yīng)生成或過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣、氫氣、二氧化碳和氮?dú)獾炔荒龤怏w。本發(fā)明提供的方法中，優(yōu)選地，反應(yīng)產(chǎn)物被丙烯分離塔分離成塔頂物流和塔底物流，以重量百分含量計，塔頂物流含有15% -50%丙烯、O % -10%丙烷、10% -50%環(huán)氧丙烷、5% -50%甲醇和0-10%水。塔底物流含有30% -90%甲醇、20% -50%水、0.1% -1%過氧化氫和0.1% -5%高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。本發(fā)明提供的方法中，所述的丙烯分離塔的塔頂物流進(jìn)入丙烯汽提塔中，將溶解在其中的丙烯和丙烷及少量的氧氣、氫氣、二氧化碳和氮?dú)獾炔荒龤馄岢鰜?。所述的丙烯汽提塔?-30塊理論塔板，優(yōu)選10-20塊理論板。丙烯汽提塔的壓力為0.1MPa-0.4MPa，優(yōu)選0.15MPa_0.3MPa。汽提出來的氣體由丙烯汽提塔塔頂出料，塔頂氣體中仍含有少量的環(huán)氧丙烷，因此在壓縮并循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)之前再引入環(huán)氧丙烷吸收塔中，利用吸收劑將含在氣體中的環(huán)氧丙烷吸收下來。本發(fā)明提供的方法中，所述的汽提塔塔頂氣體進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸回收環(huán)氧丙烷，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔壓力為0.1MPa-0.5MPa，優(yōu)選0.15MPa_0.35Mpa。吸收塔僅有5-15塊理論板。所述的吸收劑選自水、醇、二醇和二醇醚中的一種或幾種的混合物。由于甲醇和環(huán)氧丙烷的混合物可以在無需額外分離步驟的情況下循環(huán)到前述分離步驟中，因此吸收劑優(yōu)選甲醇。吸收可以在常溫下直接進(jìn)行，也可以低溫下進(jìn)行。為保證吸收效果，吸收劑和丙烯汽提塔塔頂產(chǎn)物的溫度均可降為_5°C -20°C后進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔。吸收塔塔頂經(jīng)過吸收的氣體可經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮至反應(yīng)系統(tǒng)的壓力并循環(huán)到環(huán)氧化反應(yīng)器中，環(huán)氧丙烷吸收塔塔底物流包括甲醇、丙烯、環(huán)氧丙烷，含或不含水，返回丙烯分離塔中回收其中的丙烯和環(huán)氧丙烷。本發(fā)明提供的方法中，以重量百分含量計，所述的丙烯汽提塔塔底物流含有10% -65%的甲醇、20% -60%的環(huán)氧丙燒、含或不含水,還可能含有環(huán)氧化反應(yīng)過程中生成的或原料中帶有的少量的醛、酮雜質(zhì)?？梢圆捎矛F(xiàn)有已知的方式例如精餾的方法進(jìn)一步精制得到高純度的環(huán)氧丙烷。優(yōu)選地，從 丙烯汽提塔塔底物流和萃取劑引入萃取精餾塔，在萃取精餾的條件下，萃取精餾塔塔頂?shù)玫郊状己繕O低的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，塔底得到甲醇和萃取劑的混合物。所述的丙烯汽提塔塔底產(chǎn)物和萃取劑可以一起或分別加入萃取精餾塔中，優(yōu)選地，所述的丙烯汽提塔塔底產(chǎn)物由萃取精餾塔的中間段引入，更優(yōu)選在相當(dāng)于自塔頂向下計理論板總數(shù)的2/3處引入；所述的萃取劑優(yōu)選在相當(dāng)于自塔頂向下計理論板總數(shù)的1/3處加入到萃取精餾塔中。所述的萃取劑選自水、丙二醇和叔丁醇中的一種或幾種的混合物。由于水和甲醇的混合物可以在下游甲醇精制步驟中分離而無需額外的萃取劑分離步驟，因此更優(yōu)選的萃取劑為水。萃取精餾塔的壓力0.1-0.5MPa，優(yōu)選0.1-0.3MPa，回流比為1-10。由于萃取精餾塔壓力較低，因此塔頂和塔底的溫度較低，環(huán)氧丙烷在該塔中進(jìn)行分離基本沒有副反應(yīng)發(fā)生。為降低塔頂產(chǎn)品中甲醇的含量，萃取精餾塔需要足夠的理論板。優(yōu)選萃取精餾塔有20-50個理論塔板。當(dāng)萃取劑為水時，通過優(yōu)化萃取精餾塔的操作，塔底產(chǎn)物基本由甲醇和萃取劑組成而不含有環(huán)氧丙烷，優(yōu)選將所述的萃取精餾塔塔底產(chǎn)物與丙烯分離塔塔底產(chǎn)物一起送至甲醇精餾塔進(jìn)行甲醇回收。甲醇精餾塔塔頂產(chǎn)物通常為純度大于95%的甲醇，塔底為含有高沸點(diǎn)副產(chǎn)物及微量甲醇的廢水。塔頂產(chǎn)物甲醇作為溶劑循環(huán)回直接環(huán)烷化反應(yīng)器中，塔底廢水則排出裝置。為降低甲醇精餾塔的能耗，甲醇精餾系統(tǒng)可以采用目前工業(yè)上成熟且廣泛應(yīng)用的雙塔、三塔或四塔精餾工藝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法在進(jìn)行環(huán)氧丙烷產(chǎn)品精制時采用低溫低壓工藝，能夠確保反應(yīng)產(chǎn)物中環(huán)氧丙烷分離效果，并提高了環(huán)氧丙烷的收率；采用甲醇做為環(huán)氧丙烷吸收塔的吸收劑，吸收后的產(chǎn)物返回丙烯分離塔回收其中的丙烯及環(huán)氧丙烷，進(jìn)一步降低了丙烯和環(huán)氧丙烷的損失；萃取精餾塔塔底萃取液不含環(huán)氧丙烷，可直接送至甲醇精餾塔進(jìn)行分離，減少了環(huán)氧丙烷的損失，降低了裝置的操作費(fèi)用。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明提供的方法，以下僅為本發(fā)明的一種實施方式，不能以此限制本發(fā)明的范圍，即凡是以本發(fā)明申請專利范圍所作的變化和修改，仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍。附圖為本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烷精制方法的一種實施方式的流程示意圖，環(huán)氧化反應(yīng)器中使用鈦硅分子篩催化劑，以甲醇作為溶劑進(jìn)行丙烯和過氧化氫的環(huán)氧化反應(yīng)。來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)管線6首先進(jìn)入丙烯分離塔I中被分離成含有丙烯、丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇和少量水的塔頂物流，以及含有甲醇、水、高沸點(diǎn)副產(chǎn)物的塔底物流。丙烯分離塔I的操作壓力為0.27MPa，理論塔板數(shù)為25塊，塔釜溫度為100°C，塔頂無回流或回流比為0.1 0.5。丙烯分離塔塔頂物流經(jīng)管線8進(jìn)入丙烯汽提塔2，丙烯汽提塔塔頂分離出含有少量環(huán)氧丙烷的丙烯、丙烷及氧氣、氫氣、二氧化碳、氮?dú)獾炔荒龤怏w，塔底得到含環(huán)氧丙烷、甲醇和水的物料。塔頂氣體經(jīng)管線10進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔3，經(jīng)管線13來的甲醇作為吸收劑吸收氣體中的環(huán)氧丙烷。環(huán)氧丙烷吸收塔塔底物流由甲醇、環(huán)氧丙烷和丙烯組成，經(jīng)管線11重新返回到丙烯分離塔I中回收其中的丙烯及環(huán)氧丙烷。所述的環(huán)氧丙烷吸收塔3的理論塔板數(shù)為10，操作壓力為0.25MPa。環(huán)氧丙烷吸收塔3塔頂物流主要由丙烯和丙烷組成，經(jīng)管線12引出，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后返回到環(huán)氧化反應(yīng)器中。丙烯汽提塔2的塔底物料經(jīng)管線9進(jìn)入萃取精餾塔4，萃取劑為水經(jīng)管線14進(jìn)入萃取精懼塔4中進(jìn)行萃取精懼,萃取精懼塔操作壓力為0.15MPa,理論塔板數(shù)為40塊。萃取精餾塔4塔頂?shù)玫郊兌却笥?9%、通常大于99.5%的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，由管線16引出。塔底物流含有甲醇和水，經(jīng)管線15引出，可將其與經(jīng)管線7來的丙烯分離塔I的塔底物流一起送入甲醇精餾塔5中分離，經(jīng)管線18得到含有95%以上 甲醇的塔頂產(chǎn)物，甲醇精餾塔5塔頂產(chǎn)物可以作為溶劑返回到環(huán)氧化反應(yīng)器中，其中部分溶劑也可以經(jīng)管線13引入環(huán)氧丙烷吸收塔3中，作為吸收環(huán)氧丙烷的吸收劑。塔底產(chǎn)物由水和高沸點(diǎn)雜質(zhì)組成，經(jīng)管線17引出進(jìn)入污水處理裝置進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧丙烷精制方法，其特征在于，來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔，分離得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，汽提脫除其中的丙烯、丙烷，汽提后的塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的丙烯分離塔的壓力為0.1MPa-0.5MPa，回流比為0-3，塔頂溫度為60°C _90°C，塔底溫度為80°C -110°C。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述的丙烯分離塔的壓力為0.15MPa-0.3MPa，回流比為0.1-1，塔頂溫度為70°C -85°C，塔底溫度為85°C _100°C。
4.按照權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于，以重量百分含量計，所述的丙烯分離塔塔頂物料含有15% -50%的丙烯、0-10%的丙烷、10% -50%的環(huán)氧丙烷、5% -50%的甲醇和0-10%的水；所述的丙烯分離塔塔底物料含有30% -90%的甲醇、20% -50%的水、0.1% -1%的過氧化氫和0.1% -5%的高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的丙烯汽提塔壓力為0.1MPa-0.4MPa，塔釜溫度為55°C -80°C。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述的丙烯汽提塔壓力為0.15MPa-0.3MPa。
7.按照權(quán)利要求1、5或6的方法，其特征在于，所述的丙烯汽提塔塔底物流含有10% -65%的甲醇、20% -60%的環(huán)氧丙烷，其余的為高沸點(diǎn)副產(chǎn)物，含或不含水。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔的壓力為0.lMPa-0.5MPa。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔壓力為0.15MPa_0.35Mpa。
10.按照權(quán)利要求1、8或9的方法，其特征在于，所述的環(huán)氧丙烷吸收塔中的吸收劑選自水、醇、二醇和二醇醚中的一種或幾種的混合物。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述的吸收劑為甲醇。
12.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的丙烯汽提塔塔底物流和萃取劑進(jìn)入萃取精餾塔，在萃取精餾條件下，萃取精餾塔塔頂?shù)玫郊状己繕O低的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，萃取精餾塔塔底得到甲醇和萃取劑的混合物。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述的萃取精餾塔的壓力為0.1-0.5MPa，回流比為1-10。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述的萃取精餾塔的壓力為0.1-0.3MPa。
15.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述的萃取劑選自水、丙二醇和叔丁醇中的一種或幾種的混合物。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述的萃取劑為水。
17.一種直接環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷及產(chǎn)物分離方法，其特征在于，包括: (I)過氧化氫和丙烯在有機(jī)溶劑中混合溶解，在環(huán)氧化反應(yīng)器中與鈦硅分子篩催化劑接觸進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，得到含有環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物，所述的反應(yīng)產(chǎn)物包括丙烷、丙烯、環(huán)氧丙烷、有機(jī)溶劑、水和少量高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；(2)來自環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物料進(jìn)入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷后循環(huán)使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環(huán)氧丙 烷、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。
全文摘要
一種環(huán)氧丙烷精制方法，環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入丙烯分離塔，分離得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物；丙烯分離塔塔頂物流進(jìn)入丙烯汽提塔，脫除其中的丙烯、丙烷，汽提后的塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環(huán)氧丙烷，進(jìn)入環(huán)氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環(huán)氧丙烷，然后經(jīng)壓縮后循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)；丙烯汽提塔塔底物料含有環(huán)氧丙烷、甲醇、含或不含水，進(jìn)一步分餾得到高純度的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。以及一種直接環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷及其產(chǎn)物分離方法。本發(fā)明提供的方法采用低溫低壓工藝，提高了環(huán)氧丙烷的收率，減少了環(huán)氧丙烷的損失，降低了裝置的操作費(fèi)用。
文檔編號C07D301/32GK103172596SQ20111043419
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者郭湘波, 林民, 王瑾, 舒興田, 慕旭宏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院