CN103044359B - 一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，属于精细化工中间体生产技术领域。其特征在于向一氯丙醇水溶液加入萃取剂后，萃取出一氯丙醇，水相从一级萃取塔塔底排出；将萃取完一氯丙醇的水相加入络合萃取剂将盐酸排出，水相从二级萃取塔的塔底排出；将萃取的一氯丙醇的萃取剂泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂分离出来；将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。本发明的有益效果是：采用传统方法制备一氯丙醇水溶液后，对其进行萃取，将盐酸从一氯丙醇水溶液中分离出来，在进行皂化反应时，能够降低氢氧化钠溶液的消耗量，节约成本。

Description

一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺

技术领域

本发明属于精细化工中间体生产技术领域，具体涉及一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺。

背景技术

目前环氧丙烷生产工艺主要有氯醇化法和共氧化法两种。传统的氯醇化法生产环氧丙烷工艺主要采用氯气、水和丙烯发生氯醇化反应，生成中间体一氯丙醇，然后用石灰乳进行皂化。用该方法生产出的一氯丙醇浓度经常过高或过低，不易控制。一氯丙醇溶液浓度过高，副反应加大，选择性降低，不利于化学反应平衡，对设备腐蚀严重；一氯丙醇溶液浓度过低，设备的单位生产能力越小，污水处理量也越大，能源消耗也越大。

共氧化法又称联产法，分为乙苯法(联产苯乙烯)和异丁烷法(联产叔丁醇)。

a.乙苯法生产环氧丙烷是用乙苯氢过氧化物作环氧剂，其工艺由6部分组成：乙苯氧化、丙稀环氧化、产品分离、环氧丙烷精制、苯乙烯生产、催化剂回收和制备。

b.异丁烷法生产环氧丙烷的工艺有6个工序：异丁烷氧化、丙烯环氧化、产品分离、精制、催化剂回收和制备叔丁醇处理。

共氧化法的优点是原料价格低，所用设备材质为一般碳钢，成本低，公害少。缺点是对原料质量要求高，需平衡大量联产品，受市场制约较大。

申请号为：201010143846.2的中国发明专利申请文件中记载：向一氯丙醇溶液中加入络合萃取剂，多级萃取剂，将HCL和一氯丙醇一次性萃取出来。该工艺由于用络合萃取剂一次将盐酸和一氯丙醇萃取出来，然后一起进行皂化，造成液碱消耗量增大，萃取率低，并没有达到节能、增效的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，能够提高环氧丙烷的产量，降低原料的消耗量，保护环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，其特征在于按如下步骤依次进行：

1)氯醇化工序：将氯气、丙烯、工业水引入反应器底部，在反应器内发生氯醇化反应，生成一氯丙醇水溶液；

2)一氯丙醇萃取工序：将一氯丙醇水溶液通过泵引入一级萃取塔的上部，萃取剂从一级萃取塔的中下部进入，萃取出一氯丙醇，将萃取一氯丙醇的萃取剂从一级萃取塔的塔顶排出，水相从一级萃取塔塔底排出；

3)盐酸络合萃取工序：将萃取完一氯丙醇的水相通过泵引入二级萃取塔的上部，络合萃取剂从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，将络合萃取出的盐酸从二级萃取塔的塔顶排出，水相从二级萃取塔的塔底排出；

4)精馏工序：将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂分离出来；

5)皂化工序：将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。

优选的，所述的一氯丙醇萃取工序中，一氯丙醇水溶液与萃取剂的体积比为1-3:1。

优选的，所述的一氯丙醇萃取工序中，萃取剂为甲乙酮、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、三辛胺、二氯丙烷、N235、醋酸正丁酯或甲基异丁基酮中的任意一种以上。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，所述的络合萃取剂中的溶剂为正十一烷至正十六烷中的任意一种以上；

所述的调和剂为正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、正十二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、醋酸正丁酯、甲乙酮或甲基异丁基酮中的任意一种以上。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，所述的络合萃取剂中的络合剂为三辛胺、7301、N235、十六烷基二甲基叔胺、四氯化碳或二氯丙烷中的任意一种以上。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，络合萃取出的盐酸与石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，络合萃取后的水相返回到氯醇化工序套用。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相与络合萃取剂的体积比为1-3:1。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相中盐酸的质量浓度为1.6％-1.8％。

优选的，所述的盐酸络合萃取工序中，络合萃取剂由溶剂、络合剂与调和剂以体积比为30-70：25-60：5-15的比例混合而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用传统方法制备一氯丙醇水溶液后，对其进行萃取，将盐酸从一氯丙醇水溶液中分离出来，在进行皂化反应时，能够降低氢氧化钠溶液的消耗量，在实际生产过程中，氢氧化钠溶液的成本比石灰乳的成本高，将盐酸萃取出来可以降低皂化反应中氢氧根离子的消耗量，节约成本。

2、一氯丙醇水溶液与萃取剂的体积比为1-3:1，不仅可以使一氯丙醇的萃取率达到96％以上，而且所需投入的萃取剂的量不多，节约成本。在实际生产过程中，所投入的萃取剂的量不多，运输萃取剂的管道就不需要太粗，就不会需要太多热能，进而投入的成本就低。

3、在一氯丙醇萃取工序中，萃取剂为磷酸三辛酯、醋酸正丁酯、甲基异丁基酮中的任意一种以上，络合萃取剂中的溶剂为正壬醇、正葵醇、正十四烷、正十三烷、甲苯、二甲基乙酰胺、亚磷酸三甲酯、对硝基苯乙醚中的任意一种以上。络合萃取剂中的络合剂为N235、十六烷基二甲基叔胺、四氯化碳、二氯丙烷中的任意一种以上。由于萃取剂的水溶性差，能够进一步降低络合萃取后水中的COD，可使水中的COD值降低30％，减少水中受还原性物质污染的程度。

4、将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂分离出来；能够减少参与皂化反应的氢氧化钠溶液的量，保证皂化效率；同时，将萃取剂分离出来，能够降低皂化水中COD值。

5、将萃取一氯丙醇的萃取剂与氢氧化钠溶液进行皂化反应，能够避免萃取剂与石灰乳接触，不会发生乳化；

络合萃取出的盐酸与石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液处理后经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统，萃取出的盐酸纯度高，不含有有机物质，进而使制得的氯化钙溶液纯度高。

6、络合萃取后的水相返回到氯醇化工序套用，实现资源回收利用，节约能源。

7、萃取完一氯丙醇的水相与络合萃取剂的体积比为1-3:1，不仅能够使盐酸的萃取率达到97％以上，而且所需投入的络合萃取剂的量不多，节约成本。若一氯丙醇溶液的水相与络合萃取剂的体积比小于1:1，虽然盐酸的萃取率可以稍微提高，但是萃取出一定量的盐酸需要很长时间，并且消耗的络合萃取剂量大，造成资源浪费；若一氯丙醇溶液的水相与络合萃取剂的体积比大于3:1，虽然萃取率可以达到97％，但是在实际生产过程中，运输溶液的管道就需要粗的管道，同时需要消耗太多热能，进而导致投入的成本就高。。

8、萃取完一氯丙醇的水相中盐酸的质量浓度为1.6％-1.8％，能够保证盐酸经过络合萃取后，盐酸的萃取率达到98％以上，进而使生成的氯化钠达到饱和，有利于电解的进行。

具体实施方式

实施例一

两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，其特征在于按如下步骤依次进行：

1)氯醇化工序：将氯气、丙烯、工业水引入反应器底部，在反应器内发生氯醇化反应，生成一氯丙醇水溶液；

2)一氯丙醇萃取工序：将一氯丙醇水溶液通过泵引入一级萃取塔的上部，萃取剂磷酸三辛酯从一级萃取塔的中下部进入，其中，一氯丙醇水溶液与萃取剂磷酸三辛酯的体积比为1:1，萃取出一氯丙醇溶液，一氯丙醇水溶液的萃取率为99.2％，将萃取一氯丙醇的萃取剂磷酸三辛酯从一级萃取塔的塔顶排出，水相从一级萃取塔塔底排出；

3)盐酸络合萃取工序：将萃取完一氯丙醇的水相(含盐酸的质量浓度为1.6％)通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂(N235：正葵醇：二甲基乙酰胺体积比为25:70:5)从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，水相与络合萃取剂的体积比为1:1，将络合萃取出的盐酸从二级萃取塔的塔顶排出，盐酸的萃取率为98％，水相从二级萃取塔的塔底排出，返回到氯醇化工序套用，节约资源；络合萃取出的盐酸与与质量分数为20％的石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液处理后经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统；

4)精馏工序：将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂磷酸三辛酯泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂磷酸三辛酯分离出来；

5)皂化工序：将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与质量浓度为10％的氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。

实施例二

将实施例一中的一氯丙醇萃取工序中的萃取剂替换为醋酸正丁酯，一氯丙醇水溶液与萃取剂醋酸正丁酯的体积比为1.5:1，一氯丙醇水溶液的萃取率为97.1％；盐酸络合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相(含盐酸的质量浓度为1.7％)通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂(十六烷基二甲基叔胺：亚磷酸三甲酯：对硝基苯乙醚体积比为45:40:15)从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，水相与络合萃取剂的体积比为2:1，盐酸的萃取率为97.5％。其余工艺和使用的设备与实施例一相同，不再赘述。

实施例三

将实施例一中的一氯丙醇萃取工序中的萃取剂替换为甲基异丁基酮，一氯丙醇水溶液与萃取剂甲基异丁基酮的体积比为3:1，一氯丙醇水溶液的萃取率为96.4％；盐酸络合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相(含盐酸的质量浓度为1.8％)通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂(二氯丙烷：正十三烷：甲苯体积比为60:30:10)从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，水相与络合萃取剂的体积比为3:1，盐酸的萃取率为97.1％。其余工艺和使用的设备与实施例一相同，不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，其特征在于按如下步骤依次进行：

1)氯醇化工序：将氯气、丙烯、工业水引入反应器底部，在反应器内发生氯醇化反应，生成一氯丙醇水溶液；

2)一氯丙醇萃取工序：将一氯丙醇水溶液通过泵引入一级萃取塔的上部，萃取剂磷酸三辛酯从一级萃取塔的中下部进入，萃取出一氯丙醇溶液，一氯丙醇水溶液的萃取率为99.2％，萃取剂磷酸三辛酯从一级萃取塔的塔顶排出，水相从一级萃取塔塔底排出；一氯丙醇水溶液与萃取剂磷酸三辛酯的体积比为1:1，水相中含盐酸的质量浓度为1.6％；

3)盐酸络合萃取工序：将萃取完一氯丙醇的水相通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，将络合萃取出的盐酸从二级萃取塔的塔顶排出，盐酸的萃取率为98％，水相从二级萃取塔的塔底排出，返回到氯醇化工序套用；水相与络合萃取剂的体积比为1:1，络合萃取剂由N235：正癸醇：二甲基乙酰胺体积比为25:70:5构成；

络合萃取出的盐酸与质量分数为20％的石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液处理后经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统；

4)精馏工序：将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂磷酸三辛酯泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂磷酸三辛酯分离出来；

5)皂化工序：将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与质量浓度为10％的氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。

2.一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，其特征在于按如下步骤依次进行：

1)氯醇化工序：将氯气、丙烯、工业水引入反应器底部，在反应器内发生氯醇化反应，生成一氯丙醇水溶液；

2)一氯丙醇萃取工序：将一氯丙醇水溶液通过泵引入一级萃取塔的上部，萃取剂醋酸正丁酯从一级萃取塔的中下部进入，萃取出一氯丙醇溶液，一氯丙醇水溶液的萃取率为97.1％，萃取剂醋酸正丁酯从一级萃取塔的塔顶排出，水相从一级萃取塔塔底排出；一氯丙醇水溶液与萃取剂醋酸正丁酯的体积比为1.5:1，水相中含盐酸的质量浓度为1.7％；

3)盐酸络合萃取工序：将萃取完一氯丙醇的水相通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，将络合萃取出的盐酸从二级萃取塔的塔顶排出，盐酸的萃取率为97.5％，水相从二级萃取塔的塔底排出，返回到氯醇化工序套用；水相与络合萃取剂的体积比为2:1，络合萃取剂由十六烷基二甲基叔胺：亚磷酸三甲酯：对硝基苯乙醚体积比为45:40:15构成；

络合萃取出的盐酸与质量分数为20％的石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液处理后经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统；

4)精馏工序：将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂醋酸正丁酯泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂醋酸正丁酯分离出来；

5)皂化工序：将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与质量浓度为10％的氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。

3.一种两步萃取法生产环氧丙烷的制备工艺，其特征在于按如下步骤依次进行：

1)氯醇化工序：将氯气、丙烯、工业水引入反应器底部，在反应器内发生氯醇化反应，生成一氯丙醇水溶液；

2)一氯丙醇萃取工序：将一氯丙醇水溶液通过泵引入一级萃取塔的上部，萃取剂甲基异丁基酮从一级萃取塔的中下部进入，萃取出一氯丙醇溶液，一氯丙醇水溶液的萃取率为96.4％，萃取剂甲基异丁基酮从一级萃取塔的塔顶排出，水相从一级萃取塔塔底排出；一氯丙醇水溶液与萃取剂甲基异丁基酮的体积比为3:1，水相中含盐酸的质量浓度为1.8％；

3)盐酸络合萃取工序：将萃取完一氯丙醇的水相通过泵引入二级萃取塔的塔顶，络合萃取剂从二级萃取塔的中下部进入，进行络合萃取，将络合萃取出的盐酸从二级萃取塔的塔顶排出，盐酸的萃取率为97.1％，水相从二级萃取塔的塔底排出，返回到氯醇化工序套用；水相与络合萃取剂的体积比为3:1，络合萃取剂由二氯丙烷：正十三烷：甲苯体积比为60:30:10构成；

络合萃取出的盐酸与质量分数为20％的石灰乳反应，生成氯化钙溶液，氯化钙溶液处理后经多效蒸发生成固体氯化钙，蒸出的水返回到石灰乳配置系统；

4)精馏工序：将一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取剂甲基异丁基酮泵入精馏塔内，将一氯丙醇和萃取剂甲基异丁基酮分离出来；

5)皂化工序：将分离出的一氯丙醇泵入皂化反应器中，与质量浓度为10％的氢氧化钠溶液进行皂化反应，生成环氧丙烷粗品，精馏得到环氧丙烷产品。