CN103172594A - 一种精制提纯环氧丙烷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种精制提纯环氧丙烷的方法,环氧化反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛,经精馏进一步精制得到高纯度环氧丙烷。以及直接环氧化生产环氧丙烷及产物分离方法。本发明提供的方法采用低温低压工艺,提高了环氧丙烷的收率,减少了环氧丙烷的损失,降低了装置的操作费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧丙烷的精制方法,更具体地说,涉及一种过氧化氢与丙烯反应制备环氧丙烷的反应产物中精制环氧丙烷的方法。
背景技术
环氧丙烷(Propylene Oxide)是有机合成的重要原料,是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物。它主要用于生产聚醚、丙二醇、丙二醇醚等,也是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的重要原料。环氧丙烷的衍生物还广泛用于食品、烟草、农药及化妆品等行业。已生产的下游产品近百种,是精细化工产品的重要原料。
环氧丙烷生产工艺主要有氯醇法、共氧化法及直接氧化法,前两种生产方法都存在成本高、污染大等缺陷。氯醇法主要的问题是对设备腐蚀严重,并且生产中产生大量有机氯化物的废水、废渣;共氧化法具有流程长、投资大、联产多,受石油危机、能源短缺、联产品出路制约等问题;直接氧化法则是在钛硅分子筛催化剂的作用下,使用双氧水直接氧化丙烯合成环氧丙烷的方法。该方法具有条件温和、工艺简单、产品选择性好和环境友好等特点,因此钛硅分子筛催化丙烯环氧化合成环氧丙烷被认为是环氧丙烷合成技术的发展趋势。
丙烯和双氧水的直接环氧化工艺中一般采用大量的甲醇作为溶剂,将过量的丙烯溶解在甲醇溶液中与双氧水进行反应,从而保证较高双氧水的转化率和环氧丙烷的选择性。尽管丙烯和双氧水的直接环氧化反应具有很高的选择性和转化率,但反应过程中存在大量溶剂、水和未反应的丙烯,生成少量但种类繁多的醛、醚、醇、酮等杂质,特别是其中的甲酸甲酯、丙酮和乙醛等杂质,沸点与环氧丙烷相近,采用普通精馏的方法与环氧丙烷分离非常困难。同时,在产品精馏过程中,环氧丙烷在较高的温度下能与水和含羟基的其它物质发生反应生成醚等杂质,减少了环氧丙烷的收率,因此环氧丙烷的精制工艺是直接氧化法工艺成功与否的关键。
通常直接环氧化反应中获得的含有大量溶剂、未反应丙烯、环氧丙烷、水及其它杂质的混合物先经第一步蒸馏,将反应产物分离成含有环氧丙烷、丙烯和丙烷及氧气的塔顶物料,以及含有溶剂、水和高沸点杂质的塔底物料,塔顶产物可以在第二个蒸馏步骤中进一步分离,塔顶得到含有丙烯、丙烷的轻组分,塔底为粗环氧丙烷,如US5599955。或者第一步蒸馏的塔顶物料经过部分冷凝和汽提除去丙烯等轻组分,然后经过萃取精馏的方式分离得到粗环氧丙烷(>99.5%)和甲醇水溶液,由萃取精馏塔塔顶得到精制的环氧丙烷产品,塔底为萃取剂、甲醇、水及其它杂质。例如CN1398262A、US6024840、EP2168953。环氧丙烷仅用萃取精馏的方式进行精制,无法有效去除其中的乙醛、丙酮和甲酸甲酯。
按照现有技术中制备并精制环氧丙烷的方法,环氧丙烷的纯度一般可以达到99.5%以上,但是粗环氧丙烷中还存在甲酸甲酯、乙醛、丙酮等杂质难以脱除。为除去环氧丙烷中的这些杂质,已有大量专利对此方面进行了研究和报道,如US2550847、US3477919及US4691035披露采用水溶性碱对粗环氧丙烷进行处理以除去其中的甲酸甲酯;US2622060披露采用金属氢氧化物的碱溶液对粗环氧丙烷进行萃取精馏除去甲酸甲酯;US3578568采用二元醇如乙二醇为萃取剂,对粗环氧丙烷进行萃取精制。US4140588采用水为萃取剂对粗环氧丙烷进行萃取精馏以除去其中的丙酮和甲醇。US3838020披露了一种双溶剂萃取过程以精制粗环氧丙烷。
US5106458公开了一种精制粗环氧丙烷的方法。先从环氧化反应的产物中分离得到纯度约为95%的粗环氧丙烷,然后将粗环氧丙烷进行后处理。在后处理工艺中,粗环氧丙烷首先在固定床反应器中与碱性离子交换树脂接触反应,除去其中的甲酸甲酯,然后采用丙酮和水为萃取剂,再经萃取精馏依次脱除甲醇、水和其它杂质。该方法虽然可以制备高纯度的环氧丙烷产品,但流程复杂,操作费用高,而且在萃取精馏中采用的萃取剂需要回收循环使用,进一步增加了装置的复杂性。
综上所述,在直接环氧化反应的产物分离过程中,为抑制环氧丙烷在较高的温度下与水和含羟基物质的反应,现有分离工艺基本都采用在反应器后的第一个蒸馏塔内将环氧丙烷从塔顶随丙烯排出的方式,尽量缩短环氧丙烷在塔内的停留时间和降低操作温度。第一个蒸馏塔塔顶物料进入丙烯汽提塔使丙烯与环氧丙烷及溶剂分离,塔底排出环氧丙烷与溶剂进行萃取精馏得到环氧丙烷。经过这种精制流程的环氧丙烷产品中仍含有乙醛、甲酸甲酯和丙酮等微量杂质,需进行进一步精制才能得到精环氧丙烷,这使得环氧丙烷精制的流程较长、能耗较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种环氧丙烷收率损失小、简化分离流程和降低装置能耗的从直接环氧化反应产物中精制环氧丙烷的方法。
本发明的要解决的技术问题之二是提供一种使用钛硅分子筛催化剂的直接环氧化反应及分离方法。
本发明提供的一种环氧丙烷的精制方法,包括:
来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
本发明提供的一种直接环氧化制备环氧丙烷及产物分离方法,包括:
(1)过氧化氢和丙烯在有机溶剂中混合溶解,在环氧化反应器中与钛硅分子筛催化剂接触进行环氧化反应,得到含有环氧丙烷的反应产物,所述的反应产物包括环氧丙烷、有机溶剂、丙烯、含或不含丙烷、水、过氧化氢和少量高沸点副产物;
(2)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
本发明提供的一种环氧丙烷的精制方法及直接环氧化及分离方法的有益效果为:
与现有技术相比,本发明提供的方法,在进行环氧丙烷产品精制时采用低温低压工艺,能够确保环氧丙烷从反应产物的分离效果,并提高了环氧丙烷的收率;采用甲醇做为环氧丙烷吸收塔的吸收剂,吸收后的产物返回丙烯分离塔回收其中的丙烯及环氧丙烷,进一步降低了丙烯和环氧丙烷的损失;萃取精馏塔塔底萃取液不含环氧丙烷,可直接送至甲醇精馏塔进行分离,减少了环氧丙烷的损失,降低了装置的操作费用。
附图说明
附图为本发明提供的环氧丙烷精制方法的一种实施方式的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供直接环氧化反应产物中环氧丙烷的精制方法,以及直接环氧化反应及分离方法具体是这样实施的:
一种精制提纯环氧丙烷的方法,包括:
来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中与碱性离子交换树脂接触反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
所述的丙烯分离塔的压力为0.1MPa-0.5MPa、优选0.15MPa-0.3MPa,回流比为0-3、优选0.1-1,塔顶温度为60℃-90℃、优选70℃-85℃,塔底温度为80℃-110℃、优选85℃-100℃。
以重量百分含量计,所述的丙烯分离塔塔顶物料含有15%-50%的丙烯、0-10%的丙烷、10%-50%的环氧丙烷、5%-50%的甲醇和0-10%的水;所述的丙烯分离塔塔底物料含有30%-90%的甲醇、20%-50%的水、0.1%-1%的过氧化氢和0.1%-5%的高沸点副产物。
所述的丙烯汽提塔压力为0.1MPa-0.4MPa、优选0.15MPa-0.3MPa,塔釜温度为55℃-80℃。
所述的丙烯汽提塔塔底物流含有10%-65%的甲醇、20%-60%的环氧丙烷、余量的醛酮杂质、含或不含水。
所述的碱性离子交换树脂为弱碱性离子交换树脂。所述的装填有碱性离子交换树脂的反应器的操作条件为:反应温度为10℃-80℃、优选20℃-60℃,空速为0.1-10h-1、优选0.5-5h-1。
所述的丙烯汽提塔塔底物流和萃取剂进入萃取精馏塔,在萃取精馏条件下,萃取精馏塔塔顶得到甲醇含量极低的环氧丙烷产品,萃取精馏塔塔底得到甲醇和萃取剂的混合物。
所述的萃取精馏塔的压力为0.1-0.5MPa、优选0.1-0.3MPa,回流比为1-10。
所述的萃取剂选自水、丙二醇和叔丁醇中的一种或几种的混合物。更优选所述的萃取剂为水。
一种直接氧化生产环氧丙烷及产物分离方法,包括:
(1)过氧化氢和丙烯在有机溶剂中混合溶解,在环氧化反应器中与钛硅分子筛催化剂接触进行环氧化反应,得到含有环氧丙烷的反应产物,所述的反应产物含有环氧丙烷、有机溶剂、丙烯、含或不含丙烷、水、过氧化氢、少量高沸点副产物;
(2)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质和水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中与碱性离子交换树脂接触反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
本发明提供的方法中,所述的使用钛硅分子筛催化剂的直接环氧化反应包括,过氧化氢和丙烯在有机溶剂中混合溶解,在环氧化反应器中与钛硅分子筛催化剂接触进行环氧化反应,过氧化氢氧化丙烯,生成环氧丙烷和水,得到含有环氧丙烷的反应产物,所述的反应产物包括丙烷、丙烯、环氧丙烷、有机溶剂、水和少量醇、醚、醛等杂质。
所述的有机溶剂优选沸点在环氧丙烷和水之间的溶剂,包括甲醇、乙醇或叔丁醇等醇类。优选使用甲醇作为溶剂。溶剂中甲醇的重量百分含量为5%-100%,优选50%-100%,更优选90%-100%,可以含有少量杂质如水等。所述过氧化氢原料以含有5%-75%的过氧化氢的水溶液的形式使用,优选使用由蒽醌法制备的含有20%-55%的过氧化氢产品。原料丙烯中可含有0%-15%的丙烷。
本发明提供的方法中,所述的环氧化反应器的操作条件为:温度为10℃-80℃、优选25℃-55℃,压力为1.5MPa-5.0MPa,使用过量的丙烯并控制溶液的pH值以使过氧化氢的转化率达到90%以上。为保证在反应压力下丙烯与过氧化氢相互溶解,溶剂的使用量经过优选,使每摩尔的过氧化氢有1-15摩尔的溶剂混合。
所述的催化剂是钛硅分子筛粉末或与载体结合的钛硅分子筛催化剂,其中钛硅分子筛可以经过改性或不进行改性处理,也可以是改性分子筛和非改性分子筛的混合物。所述的环氧化反应器可以是固定床反应器或淤浆床反应器。
来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷和少量的环氧丙烷,经压缩后返回环氧化反应器中;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质和含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中与碱性离子交换树脂接触反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,进一步分馏得到高纯度的环氧丙烷产品。
本发明提供的方法中,来自直接环氧化反应器的反应产物,以重量百分含量计,通常含有25%-80%的甲醇、5%-45%的水、1%-15%的丙烯、0%-5%丙烷、5%-25%的环氧丙烷、未反应的过氧化氢和少量高沸点副产物。其中所述的高沸点副产物主要为丙二醇、丙二醇醚、缩丙二醇等。反应产物进入丙烯分离塔,所述的丙烯分离塔有5-60个理论板、优选10-45块理论板,反应产物和吸收塔塔釜物料由分离塔顶上方第1块理论板至第20块理论板之间进料,优选由塔顶上方第1块理论板至第10块理论板之间进料。
所述的丙烯分离塔的压力为0.1MPa-0.5MPa,优选0.15MPa-0.3MPa;回流比为0-3,优选0.1-1,丙烯分离塔可以在没有回流的情况下操作。优选丙烯分离塔的操作条件,以便将环氧丙烷全部从塔顶随丙烯排出,塔釜得到不含环氧丙烷的甲醇、未反应的过氧化氢、水和高沸点杂质组成的溶液。所述的丙烯分离塔的塔顶产物中,包括所有的环氧丙烷、丙烯和丙烷等不凝气,不超过甲醇总量的50%,通常不超过35%,优选不超过25%的甲醇和/或少量的水也含在塔顶产物中。
本发明提供的方法中,优选地,反应产物被丙烯分离塔分离成塔顶物流和塔底物流,以重量百分含量计,塔顶物流含有15%-50%丙烯、0%-10%丙烷、10%-50%环氧丙烷、5%-50%甲醇和0-10%水。塔底物流含有30%-90%甲醇、20%-50%水、0.1%-1%过氧化氢和0.1%-5%高沸点杂质。
本发明提供的方法中,所述的丙烯分离塔的塔顶物流进入丙烯汽提塔中,将溶解在其中的丙烯和/或丙烷及少量的不凝气汽提出来。所述的不凝气为氧气、氢气、二氧化碳和氮气等,由反应生成或过氧化氢分解产生。
所述的丙烯汽提塔有5-30块理论塔板,优选10-20块理论板。丙烯汽提塔的压力为0.1MPa-0.4MPa,优选0.15MPa-0.3MPa。汽提出来的气体由丙烯汽提塔塔顶出料,塔顶气体中仍含有少量的环氧丙烷,因此在压缩并循环回反应系统之前再引入环氧丙烷吸收塔中,利用吸收剂将含在气体中的环氧丙烷吸收下来。
本发明提供的方法中,所述的汽提塔塔顶气体可经过压缩机压缩至反应系统的压力并循环到环氧化反应器中,以重量百分含量计,所述的丙烯汽提塔塔底物流含有10%-65%的甲醇、20%-60%的环氧丙烷、少量的醛酮杂质,含或不含水,进入离子交换反应器中与碱性离子交换树脂接触,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
本发明提供的方法中,所述的碱性离子交换树脂为碱性阴离子交换树脂,包括强碱性或弱碱性阴离子交换树脂,优选弱碱性阴离子交换树脂。所述的碱性阴离子交换树脂可以采用市售的各种强碱性或弱碱性阴离子交换树脂,如苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等离子交换树脂。其中,苯乙烯系阴离子交换树脂的制造方法是先将聚苯乙烯氯甲基化,然后胺化。氯甲基化的方法为用无水氯化铝或氧化锌为催化剂,用氯甲醚处理(称为傅氏反应)。如用叔胺处理此反应产物,即得季铵型强碱性阴离子交换剂,如用仲胺或伯胺处理,则生成的是弱碱性阴离子交换树脂。所述的碱性阴离子交换树脂可以为各种形状,优选为小球状,
所述的离子交换反应器中,来自丙烯汽提塔的塔底物流除了含有高沸点的杂质外,还含有甲酸甲酯、乙醛和丙酮。其中,甲酸甲酯在碱性阴离子交换树脂的作用下发生水解,生成甲酸和甲醇。甲酸被吸附在树脂上脱除,而甲醇进入反应物料中。物料中的乙醛自身或与其它醛酮发生羟醛缩合反应,生成沸点相对较高的醛酮化合物。经过碱性阴离子交换树脂处理后,物料中的甲酸甲酯含量<5ppm,乙醛含量<100ppm。物料再进入萃取精馏塔进行精制,便可以得到高纯度的环氧丙烷产品,环氧丙烷的纯度大于>99.9%。
优选地,从离子交换反应器出来的物流和萃取剂引入萃取精馏塔,在萃取精馏的条件下,萃取精馏塔塔顶得到甲醇含量极低的环氧丙烷产品,塔底得到甲醇和萃取剂的混合物。
所述的丙烯汽提塔塔底产物和萃取剂可以一起或分别加入萃取精馏塔中,优选地,所述的丙烯汽提塔塔底产物由萃取精馏塔的中间段引入,更优选在相当于自塔顶向下计理论板总数的2/3处引入;所述的萃取剂优选在相当于自塔顶向下计理论板总数的1/3处加入到萃取精馏塔中。
所述的萃取剂选自水、丙二醇和叔丁醇中的一种或几种的混合物。由于水和甲醇的混合物可以在下游甲醇精制步骤中分离而无需额外的萃取剂分离步骤,因此更优选的萃取剂为水。
萃取精馏塔的压力0.1-0.5MPa,优选0.1-0.3MPa,回流比为1-10。由于萃取精馏塔压力较低,因此塔顶和塔底的温度较低,环氧丙烷在该塔中进行分离基本没有副反应发生。为降低塔顶产品中甲醇的含量,萃取精馏塔需要足够的理论板。优选萃取精馏塔有20-50个理论塔板。
当萃取剂为水时,通过优化萃取精馏塔的操作,塔底产物基本由甲醇和萃取剂组成而不含有环氧丙烷,优选将所述的萃取精馏塔塔底产物与丙烯分离塔塔底产物一起送至甲醇精馏塔进行甲醇回收。甲醇精馏塔塔顶产物通常为纯度大于95%的甲醇,塔底为含有高沸点杂质及微量甲醇的废水。塔顶产物甲醇作为溶剂循环回环烷化反应器中,塔底废水则排出装置。为降低甲醇精馏塔的能耗,甲醇精馏系统可以采用目前工业上成熟且广泛应用的双塔、三塔或四塔精馏工艺。
本发明提供的方法在进行环氧丙烷产品精制时采用低温低压工艺,能够确保环氧丙烷从反应产物的分离效果,并提高了环氧丙烷的收率;采用甲醇做为环氧丙烷吸收塔的吸收剂,吸收后的产物返回丙烯分离塔回收其中的丙烯及环氧丙烷,进一步降低了丙烯和环氧丙烷的损失;丙烯汽提塔塔底物料先与碱性离子交换树脂接触反应,脱除其中的甲酸甲酯及乙醛等较难脱除的杂质,然后再进入萃取精馏塔进行萃取精馏,可获得高纯度的环氧丙烷。本发明提供的方法,减少了环氧丙烷的损失,降低了装置的操作费用。
下面结合说明书附图进一步说明本发明提供的方法,以下仅为本发明的一个特别优选的实施例,不能以此限制本发明的范围,即凡是以本发明申请专利范围所作的变化和修改,仍属本发明专利涵盖的范围。
附图为本发明提供的直接环氧化反应产物的分离方法流程示意图,环氧化反应器中使用钛硅分子筛催化剂和甲醇作为溶剂进行丙烯和过氧化氢的环氧化反应。来自环氧化反应器的反应产物经管线6首先进入丙烯分离塔1被分离成含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、含或不含水的塔顶产物以及含有甲醇、水、高沸点副产物的塔底产物。丙烯分离塔1的操作压力为0.27MPa,理论塔板数为25块,塔釜温度为100℃,塔顶无回流或回流比为0.1~0.5。丙烯分离塔塔顶产物经管线8进入丙烯汽提塔2,从塔顶分离出含有少量环氧丙烷的丙烯、丙烷及不凝气,塔底为含环氧丙烷、甲醇、过氧化氢、含或不含水的物料。塔顶气体经管线10引出,经过压缩机压缩后返回到环氧化反应器中。
丙烯汽提塔2塔底物料经管线9进入装填有离子交换树脂的反应器,与碱性离子交换树脂接触脱除其中的甲酸甲酯和乙醛。反应器操作温度为40℃,空速为2h-1。
经过碱性离子交换树脂处理后的物料经管线11进入萃取精馏塔4,以水做为萃取剂经管线14进入萃取精馏塔4,进行萃取精馏,萃取精馏塔操作压力为0.15MPa,理论塔板数为40块。塔顶得到纯度大于99%、通常大于99.5%的环氧丙烷产品,由管线13引出。塔底物料经管线12引出,含有甲醇和水,可将其与经管线7来的丙烯分离塔1塔底物流一起送入甲醇精馏塔5中分离,得到含有95%以上甲醇的塔顶产物经管线16引出,可以作为溶剂返回到环氧化反应器中。塔底产物由水和高沸点杂质组成,经管线15引出进入污水处理装置进行处理。
Claims (16)
1.一种精制提纯环氧丙烷的方法,其特征在于,包括:
来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
2.按照权利要求1的方法,其特征在于,所述的丙烯分离塔的压力为0.1MPa-0.5MPa,回流比为0-3,塔顶温度为60℃-90℃,塔底温度为80℃-110℃。
3.按照权利要求2的方法,其特征在于,所述的丙烯分离塔的压力为0.15MPa-0.3MPa,回流比为0.1-1,塔顶温度为70℃-85℃,塔底温度为85℃-100℃。
4.按照权利要求1、2或3的方法,其特征在于,以重量百分比计,所述的丙烯分离塔塔顶物料含有15%-50%的丙烯、0-10%的丙烷、10%-50%的环氧丙烷、5%-50%的甲醇和0-10%的水;所述的丙烯分离塔塔底物料含有30%-90%的甲醇、20%-50%的水、0.1%-1%的过氧化氢和0.1%-5%的高沸点杂质。
5.按照权利要求1的方法,其特征在于,所述的丙烯汽提塔压力为0.1MPa-0.4MPa,塔釜温度为55℃-80℃。
6.按照权利要求5的方法,其特征在于,所述的丙烯汽提塔压力为0.15MPa-0.3MPa。
7.按照权利要求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%的环氧丙烷、余量的醛酮杂质、含或不含水。
8.按照权利要求1的方法,其特征在于,所述的碱性离子交换树脂为弱碱性离子交换树脂。
9.按照权利要求1或8的方法,其特征在于,所述的装填有碱性离子交换树脂的反应器的操作条件为:反应温度为10℃-80℃,空速为0.1-10h-1。
10.按照权利要求9的方法,其特征在于,所述的装填有碱性离子交换树脂的反应器的操作条件为:反应温度为20℃-60℃。空速为0.5-5h-1。
11.按照权利要求1的方法,其特征在于,所述的丙烯汽提塔塔底物流和萃取剂进入萃取精馏塔,在萃取精馏条件下,萃取精馏塔塔顶得到甲醇含量极低的环氧丙烷产品,萃取精馏塔塔底得到甲醇和萃取剂的混合物。
12.按照权利要求11的方法,其特征在于,所述的萃取精馏塔的压力为0.1-0.5MPa,回流比为1-10。
13.按照权利要求12的方法,其特征在于,所述的萃取精馏塔的压力为0.1-0.3MPa。
14.按照权利要求11的方法,其特征在于,所述的萃取剂选自水、丙二醇和叔丁醇中的一种或几种的混合物。
15.按照权利要求14的方法,其特征在于,所述的萃取剂为水。
16.一种直接氧化生产环氧丙烷及产物分离方法,其特征在于,包括:
(1)过氧化氢和丙烯在有机溶剂中混合溶解,在环氧化反应器中与钛硅分子筛催化剂接触进行环氧化反应,得到含有环氧丙烷的反应产物,所述的反应产物含有环氧丙烷、有机溶剂、丙烯、含或不含丙烷、水、过氧化氢、少量醛酮杂质;
(2)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、含或不含丙烷、环氧丙烷、甲醇、少量醛酮杂质、含或不含水,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔,塔顶气体含有丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷,经压缩后循环回反应系统;丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质、含或不含水,进入装填有碱性离子交换树脂的反应器中反应,脱除其中的甲酸甲酯和乙醛后,经精馏进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。
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