CN101641343B - 环氧丙烷回收方法 - Google Patents
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Abstract
使用甲醇和/或水萃取蒸馏溶剂，通过萃取蒸馏使从丙烯、氧气和氢气的反应或从丙烯和过氧化氢的反应获得的反应混合物中的产物环氧丙烷与丙烯和/或丙烷分离。
Description
发明背景
本发明涉及环氧丙烷的回收，和尤其涉及使丙烯和丙烷与含环氧丙烷的产物/溶剂物流(例如来自生成环氧丙烷的丙烯、氧气和氢气的反应或丙烯和过氧化氢的反应)分开。
背景技术
已知通过丙烯、氧气和氢气的直接反应或通过丙烯与过氧化氢的反应而生产环氧丙烷的方法。参见，例如USP 6,710,194、日本KokaiNo.4-352771等。
在通过氢气、氧气和丙烯于催化剂例如Pd/TS-1之上的直接反应或通过过氧化氢与丙烯于TS-1之上的反应而生产环氧丙烷的方法中，需要在回收环氧丙烷之前从产物/溶剂物流中去除可溶的丙烯和丙烷。传统地，需要两个分别在低压和高压下运行的脱丙烷蒸馏塔，以使丙烷和丙烯与产物物流有效分离，而不大量损失环氧丙烷。本发明提供了用于丙烷和/或丙烯分离的简化的且改进的方法。
发明概述
根据本发明，提供了改进的脱丙烷系统，其不需要高压脱丙烷塔。作为替代，在低压萃取蒸馏脱丙烷操作中，将水和甲醇物流(例如从粗环氧丙烷蒸馏中作为塔底产物回收的工艺物流)用作萃取蒸馏溶剂，从而以非常简单和有效的方式完成含环氧丙烷的物流的基本完全脱丙烷。当原料中不要求高丙烯浓度时，所述方法特别适合于直接PO方法。
附图说明
图1图解了本发明的实践。
图2图解了本发明的尤其有利的实施方案。
发明详述
参考图1，使由环氧丙烷、溶剂、丙烯、丙烷以及各种氧化了的物质组成的环氧丙烷反应产物混合物物流从生产环氧丙烷的反应装置(未显示)经管线1流向闪蒸分离器20，在闪蒸分离器20中混合物闪蒸以形成分开的蒸气相和液相。蒸气部分从分离器20经管线2流向环氧丙烷吸收塔21，在环氧丙烷吸收塔21中将环氧丙烷吸收到吸收甲醇/水液体中，所述吸收甲醇/水液体由来自粗环氧丙烷蒸馏塔22的塔底产物物流的一部分(其从塔22经管线10、管线12和管线14流入吸收塔21)组成。使来自吸收塔21的塔顶蒸气经管线5循环至环氧丙烷反应系统，将一小部分经管线4送至放空回收系统，所述放空回收系统例如USP 6,914,167中描述的。(未显示)。
使来自闪蒸分离器20和环氧丙烷吸收塔21的液体物流分别经管线3和6流向低压脱丙烷塔23的下部，同时使来自粗环氧丙烷塔22的塔底产物物流的一部分流向脱丙烷塔23的上部，该一部分用作使丙烯和丙烷塔顶馏出物与含有吸收的环氧丙烷的溶剂基本完全分开的萃取蒸馏溶剂。
使含吸收的环氧丙烷的溶剂作为塔底产物从脱丙烷塔23经管线8流向粗环氧丙烷塔22，在粗环氧丙烷塔22中将粗环氧丙烷从塔顶经管线9与塔底产物溶剂物流蒸馏分开，大部分的塔底产物溶剂物流经管线11循环至环氧丙烷反应器，和如上所述一部分塔底产物溶剂物流经管线12和14循环至环氧丙烷吸收塔21和经管线12和13循环至低压脱丙烷塔23以用于回收环氧丙烷。
按照这种顺序，在环氧丙烷与反应溶剂分开之前，通过萃取蒸馏实现了丙烷和丙烯与产物环氧丙烷基本完全分开，而不使用高压脱丙烷塔。这导致分离的重大经济效益。
附图2中描述了本发明的特别优选的实践。在该实践中，在单个萃取蒸馏塔中同时发生环氧丙烷吸收和脱丙烷。
参考图2，使环氧丙烷反应产物混合物物流经管线1流向闪蒸分离器20。混合物在分离器20中闪蒸，同时蒸气物流经管线32流向萃取蒸馏塔33的中部。将来自闪蒸分离器20的液体经管线34进料到萃取蒸馏塔23的底部。将来自粗环氧丙烷塔22的循环液体溶剂物流经管线28和30流向萃取蒸馏塔33的上部，在萃取蒸馏塔33中它作为萃取蒸馏溶剂以使环氧丙烷与丙烯和丙烷分开。使含丙烯和丙烷的蒸气物流经管线35从塔顶流出，其中一部分进入放空回收系统(未显示)和剩余部分经管线36被循环至环氧丙烷反应系统。
在萃取蒸馏塔33中，所述溶剂将环氧丙烷吸收到溶剂液体中，并将由溶剂和吸收的环氧丙烷组成的液体塔底产物物流从塔33中移出并经管线37流入粗环氧丙烷塔22，在粗环氧丙烷塔22中，产物环氧丙烷经管线38从塔顶分离出去和塔底产物液体溶剂物流经管线28和30分离出去以循环至塔33，同时一部分经管线39返回至环氧丙烷反应系统。
本发明的该实施方案是尤其有利的，因为基本使用系统固有物料在一个萃取蒸馏塔中容易地同时完成环氧丙烷吸收和脱丙烷。
一般而言，来自直接氧化反应的液体反应产物混合物包含约1-6wt％的环氧丙烷、约86-98wt％的溶剂和约0.5-8wt％的丙烯加丙烷。该溶剂混合物通常是甲醇/水混合物，所述甲醇/水混合物包含60-90wt％的甲醇和10-40wt％的水，和可能含有0-8wt％的其它物质，例如二醇醚。
在本发明的实践中，将来自生产环氧丙烷的反应的液体反应产物混合物进料到闪蒸分离器20，以使较轻的蒸气相物流与较重的含液体溶剂的相分开。
在单独的吸收塔中或在集成的吸收塔/脱丙烷塔中在萃取蒸馏步骤中将环氧丙烷吸收到由甲醇和/或水组成的溶剂中，如此使反应混合物的环氧丙烷与不吸收的丙烯和/或丙烷组分分开。所述溶剂优选是生成环氧丙烷的反应中使用的甲醇/水混合物，例如作为塔底产物从粗环氧丙烷蒸馏中回收的。
实施例
参考图2，将来自由丙烯、氧气和氢气的反应生产环氧丙烷的反应混合物，其是Pd促进的TS-1催化剂在甲醇-水溶剂中的浆料，在1000lbs/hr的流量下经管线1流向闪蒸容器20。反应混合物处于60℃和315psia下。
使混合物在容器20中闪蒸，同时在325lbs/hr的流量下、在40℃和125psia下经管线32移出蒸气部分，和在675lbs/hr的流量下、在40℃和125psia下经管线34移出液体部分。该蒸气部分包含1.1wt％的环氧丙烷、2.1wt％的丙烷、16.8wt％的丙烯和80wt％的其它物质。该液体部分包含约3.4wt％的环氧丙烷、约0.7wt％的丙烯、约0.1wt％的丙烷、约72wt％的甲醇和约21wt％的水。
使蒸气部分从闪蒸容器20经管线32流向吸收塔/脱丙烷塔33并在中间点引入吸收塔/脱丙烷塔33中，而使液体部分在675lbs/hr的流量下从闪蒸容器20经管线34流向吸收塔/脱丙烷塔33的下部。将来自粗环氧丙烷塔22的塔底产物经管线28移出，一部分经管线39循环至生成环氧丙烷的反应和一部分在350lbs/hr的流量下经管线30流向吸收塔/脱丙烷塔33的上部。该塔底产物物流包含约73wt％的甲醇、约22wt％的水和约5wt％的其它物质。(包括2.75％的PO)。
在吸收塔/脱丙烷塔33中，将经管线30来自塔22的物流用作萃取蒸馏溶剂以从塔顶有效分离出轻烃丙烷和丙烯组分，而保留环氧丙烷，所述环氧丙烷随溶剂从吸收塔/脱丙烷塔33中经管线37流出。有可能以这种方式使基本上所有的丙烷和丙烯作为蒸气与环氧丙烷物流分开，如此使得环氧丙烷能够随后以高纯度进行回收。
在图2中显示的操作中，吸收塔/脱丙烷塔33在相对低压下操作，塔顶物流为27℃和35psia，和塔底产物在93℃下移出。塔顶物流在82lbs/hr的流量下移出，并包含81wt％的丙烯和丙烷。塔底产物物流在918lbs/hr的流量下移出，并包含2.8wt.％的环氧丙烷。
一般而言，萃取蒸馏溶剂物流的用量为每份经管线32和34加入的总物流约0.1-1重量份。
虽然在图解的实施方案中，将来自塔22的甲醇和水塔底产物物流用于萃取蒸馏并且这是优选的实践，但是可以提供甲醇和水的其它来源以完成萃取蒸馏。
在尤其优选的实践中，萃取蒸馏在15-60psia、优选15-40psia的压力下进行，和进入所述萃取蒸的原料包含蒸气物流和液体物流，所述蒸气物流含有不大于80wt.％的丙烯和丙烷、优选不大于30wt.％的丙烯和丙烷，所述液体物流含有不大于20wt.％的丙烯和丙烷、优选不大于3wt.％的丙烯和丙烷。
Claims (8)
1.一种将通过丙烯直接氧化生产的环氧丙烷与丙烷和/或丙烯分开的方法，改进之处包括：使用甲醇和水萃取蒸馏溶剂将丙烯和/或丙烷塔顶馏出物从环氧丙烷中萃取蒸馏出来。
2.权利要求1的方法，其中所述萃取蒸馏溶剂包含来自粗环氧丙烷蒸馏的塔底物流。
3.权利要求1的方法，其中进入所述萃取蒸馏的原料包含来自丙烯直接氧化的蒸气和液体。
4.权利要求1的方法，其中进入所述萃取蒸馏的原料包含来自从丙烯直接氧化得到的反应物流的减压闪蒸的蒸气和液体。
5.权利要求1的方法，其中所述萃取蒸馏在15至60psia的压力下进行。
6.权利要求1的方法，其中所述萃取蒸馏在15至40psia的压力下进行。
7.权利要求1的方法，其中进入所述萃取蒸馏的原料包含蒸气物流和液体物流，所述蒸气物流含有不大于80wt.％的丙烯和丙烷，所述液体物流含有不大于20wt.％的丙烯和丙烷。
8.权利要求1的方法，其中进入所述萃取蒸馏的原料包含蒸气物流和液体物流，所述蒸气物流含有不大于30wt.％的丙烯和丙烷，所述液体物流含有不大于3wt.％的丙烯和丙烷。
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