CN106518810A - 环氧丙烷的精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环氧丙烷的精制方法，主要解决现有技术存在环氧丙烷收率低的问题。本发明通过采用包括以下步骤：a)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔，塔顶得到第一物流，塔釜得到第二物流；b)所述第一物流进入丙烯汽提塔，塔顶得到第三物流，塔釜得到第四物流；c)所述第三物流进入环氧丙烷吸收塔，与吸收剂逆流接触，塔顶得到第五物流，塔釜得到第六物流；所述第六物流返回至第一分离塔；d)所述第四物流进入环氧丙烷精制塔，与塔中填充的吸附剂接触，塔顶得到产品环氧丙烷的技术方案较好地解决了该问题，可用于环氧丙烷精制的工业生产中。

Description

环氧丙烷的精制方法

技术领域

本发明涉及一种环氧丙烷的精制方法。

背景技术

环氧丙烷是重要的基础化工原料，是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品。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。氯醇法主要的问题是设备腐蚀严重，并且生产中产生大量有机氯化物的废水、废渣和废气，污染环境。共氧化法有两种一种是有联产品的，如PO/SM法，另一种是无联产品的，如CHP法。共氧化法是目前生产环氧丙烷的主要工艺方法，占全球环氧丙烷的65％。直接氧化法是丙烯与氧气直接反应生产环氧丙烷，目前该方法还没有工业化。

文献CN103172596A公开了一种环氧丙烷的精制方法，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；丙烯分离塔塔顶物流进入丙烯汽提塔，脱除其中的丙烯、丙烷，汽提后的塔顶气体含有：丙烯、含或不含丙烷、少量的环氧丙烷，进入环氧丙烷吸收塔中与吸收剂接触脱除环氧丙烷，然后经压缩后循环回反应系统；丙烯汽提塔塔底物料含有环氧丙烷、甲醇、含或不含水，进一步萃取精馏得到高纯度的环氧丙烷产品。该方法使用萃取剂精制环氧丙烷，而且萃取剂优选为水，由于环氧丙烷在水中易溶解，造成环氧丙烷收率下降。

发明内容

本发明主要解决现有技术存在环氧丙烷收率低的问题，提供一种新的环氧丙烷的精制方法。该方法具有环氧丙烷收率高，装置操作费用低的特点。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种环氧丙烷的精制方法，包括以下步骤：

a)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔，塔顶得到第一物流，塔釜得到第二物流；所述第二物流进入后续流程；

b)所述第一物流进入丙烯汽提塔，塔顶得到第三物流，塔釜得到第四物流；

c)所述第三物流进入环氧丙烷吸收塔，与吸收剂逆流接触，塔顶得到第五物流，塔釜得到第六物流；所述第五物流进入后续流程；所述第六物流返回至第一分离塔；

d)所述第四物流进入环氧丙烷精制塔，与塔中填充的吸附剂接触，塔顶得到产品环氧丙烷，塔釜得到第七物流；所述第七物流进入后续流程。

上述技术方案中，优选地，所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与有机过氧化物反应后的反应产物。

上述技术方案中，优选地，所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与过氧化氢异丙苯反应后的反应产物。

上述技术方案中，优选地，所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与过氧化氢乙苯反应后的反应产物。

上述技术方案中，优选地，丙烯分离塔塔顶压力0.01～0.5MPa，理论塔板数10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～55℃，塔底温度60～90℃。

上述技术方案中，优选地，丙烯汽提塔压力0.01～0.5MPa，塔釜温度50～100℃。

上述技术方案中，优选地，环氧丙烷吸收塔压力0.01～0.5MPa，理论塔板数10～50块。

上述技术方案中，优选地，环氧丙烷精制塔压力0.01～1MPa，理论塔板数10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～70℃，塔底温度70～150℃。

上述技术方案中，优选地，环氧丙烷吸收塔中的吸收剂为丙酮。

上述技术方案中，优选地，环氧丙烷精制塔中填充的吸附剂为白土。

本发明方法采用丙烯分离塔、丙烯汽提塔、环氧丙烷吸收塔和环氧丙烷精制塔四个塔精制分离环氧丙烷产品。相对于现有技术，因采用白土吸附精制环氧丙烷取代萃取精馏，吸附环氧丙烷中的杂质，不会影响环氧丙烷的收率及质量，并且使用过的白土可以通过焙烧的方法除去有机物杂质，重复利用，减少了环氧丙烷的损失，提高了环氧丙烷的精制收率，降低了能耗，简化了精制流程，降低了精制成本，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明环氧丙烷精制方法的流程示意图。

图1中，Ⅰ为丙烯分离塔，Ⅱ为丙烯汽提塔，Ⅲ为环氧丙烷吸收塔，Ⅳ为环氧丙烷精制塔。1为来自环氧化反应器的反应产物，2为第一物流，3为第二物流，4为第三物流，5为第四物流，6为第五物流，7为环氧丙烷产品，8为第六物流，9为第七物流，10为吸收剂。

下面结合附图对本发明作详尽的说明。

以丙烯和过氧化氢异丙苯环氧化反应的反应产物作为本发明的原料为例。

以重量百分比计，处理的原料物流1中，环氧丙烷的含量为10～40％，丙烯的含量为10～40％，丙烷的含量为0～2.5％，丙酮的含量为0～2.5％，醛类(主要为乙醛和丙醛)的含量为0～2.5％，乙苯的含量为0～0.5％，异丙苯的含量为5～25％，α-甲基苯乙烯的含量为0～2.5％，苯乙酮的含量为0～2.5％，α,α-二甲基苄醇的含量为10～25％，苯酚的含量为0～2.5％，高沸点副产物的含量为0.05～1％。

物流1进入丙烯分离塔，分离后，塔顶得到第一物流2，塔釜得到第二物流3。第一物流2主要含丙烯、丙烷、环氧丙烷、丙酮、醛类(主要为乙醛和丙醛)，以重量百分比计，丙烯的含量为20～80％，丙烷的含量为0～5％，环氧丙烷的含量为20～80％，丙酮的含量为0～5％，醛类的含量为0～5％。第二物流3主要含乙苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、苯乙酮、α，α-二甲基苄醇、苯酚和高沸点副产物，以重量百分比计，乙苯的含量为0～1％，异丙苯的含量为10～50％，α-甲基苯乙烯的含量为0～5％，苯乙酮的含量为0～5％，α，α-二甲基苄醇的含量为20～50％，苯酚的含量为0～5％和高沸点副产物的含量为0.1～2％。第二物流3进入后续流程。丙烯分离塔的操作条件为：压力0.01～0.5MPa，理论塔板数10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～55℃，塔底温度60～90℃；优选地，塔顶压力0.05～0.3MPa，理论塔板数20～40块，回流比0.05～1，塔顶温度30～50℃，塔底温度65～85℃。

第一物流2进入丙烯汽提塔，塔顶得到第三物流4，塔釜得到第四物流5。物流4主要含丙烯、丙烷和少量环氧丙烷，以重量百分比计，丙烯的含量为90～99％，丙烷的含量为0.1～10％，环氧丙烷的含量为0.01～2％。第四物流5主要含环氧丙烷、丙酮和醛类(主要为乙醛和丙醛)，以重量百分比计，环氧丙烷的含量为80～97％，丙酮的含量为0.1～5％，醛类的含量为0.1～5％。丙烯汽提塔操作条件为：压力0.01～0.5MPa，塔釜温度50～100℃；优选地，压力0.1～0.4MPa，塔釜温度60～80℃。

第三物流4进入环氧丙烷吸收塔，与吸收剂丙酮10逆流接触，脱除其中的环氧丙烷，塔顶得到第五物流6，塔釜得到第六物流8。第五物流6进入后续流程，例如经压缩后返回环氧化反应系统循环使用。第五物流6主要含丙烯和丙烷，以重量百分比计，丙烯的含量为90～99.9％，丙烷的含量为0.1～10％。第六物流8主要含丙酮和少量环氧丙烷，返回至第一分离塔。环氧丙烷吸收塔操作条件为：压力0.01～0.5MPa，理论塔板数为10～50块；优选地，压力0.1～0.4MPa，理论塔板数20～40块。环氧丙烷吸收塔中的吸收剂采用丙酮，而非现有技术中的甲醇，是因为：丙酮易与环氧丙烷分离，且甲醇易被氧化生成醛类。

第四物流5进入环氧丙烷精制塔，与塔中填充的吸附剂白土接触，塔顶得到产品环氧丙烷7，塔釜得到第七物流9。产品环氧丙烷7中，以重量百分比计，环氧丙烷的含量为90～99.997％，醛类的含量为0.003～10％。第七物流9主要含有丙酮、醛类和少量环氧丙烷，它进入后续流程，例如进入污水处理装置。环氧丙烷精制塔的操作条加为：压力0.01～1MPa，理论塔板数为10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～70℃，塔底温度70～150℃；优选地，压力0.05～0.6MPa，理论塔板数20～40块，回流比0.1～1，塔顶温度30～60℃，塔底温度80～120℃。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

采用图1所示流程，来自环氧丙烷反应器的反应产物进入丙烯分离塔，分离得到塔顶产物丙烯、丙烷、环氧丙烷、丙酮、醛类(含乙醛和丙醛)，塔底物料含有乙苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、苯乙酮、α，α-二甲基苄醇、苯酚和高沸点副产物；丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔，汽提塔塔顶气体含有丙烯、丙烷、少量环氧丙烷，这股物料进入环氧丙烷吸附塔中与吸收剂接触脱除环氧丙烷，然后经压缩后返回反应系统循环使用；汽提塔塔底物料含有环氧丙烷和丙酮，这股物料进入环氧丙烷精制塔，塔中填充吸附剂，塔顶得到环氧丙烷产品。

其中，以重量百分比计，来自环氧丙烷反应器的反应产物含有环氧丙烷的含量为10％，丙烯的含量为40％，丙烷的含量为1％，丙酮的含量为0.5％，醛类(主要为乙醛和丙醛)的含量为0.7％，乙苯的含量为0.1％，异丙苯的含量为15％，α-甲基苯乙烯的含量为1％，苯乙酮的含量为0.7％，α,α-二甲基苄醇的含量为10％，苯酚的含量为0.5％，高沸点副产物的含量为0.5％。

丙烯分离塔的压力为0.05MPa，理论塔板数为20块，回流比0.05，塔顶温度30℃，塔底温度65℃。

以重量百分含量计，丙烯分离塔塔顶物流含有60％丙烯，5％丙烷，30％环氧丙烷，3％丙酮，2％醛类；塔底物流含有0.5％乙苯，40％异丙苯，2％α-甲基苯乙烯，3％苯乙酮，50％α，α-二甲基苄醇，3％苯酚，1.5％高沸点副产物。

丙烯汽提塔压力为0.1MPa，塔釜温度为60℃。

以重量百分含量计，丙烯汽提塔塔顶物流含有99％丙烯，0.3％丙烷，0.7％环氧丙烷；塔底物料含有95％环氧丙烷，3.5％丙酮，1.5％醛类。

环氧丙烷吸收塔压力为0.1MPa，理论塔板数为20块，吸收剂为丙酮。

以重量百分含量计，环氧丙烷吸收塔塔顶物流含有99.5％丙烯，0.5％丙烷。

环氧丙烷精制塔压力为0.05MPa，理论塔板数为20块，回流比0.1，塔顶温度30℃，塔底温度80℃。吸附剂为白土。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有99.96％环氧丙烷，0.04％醛类。环氧丙烷的回收率为95.7％。

【实施例2】

同【实施例1】，只是丙烯分离塔的压力为0.1MPa，理论塔板数为30块，回流比0.1，塔顶温度35℃，塔底温度70℃。

以重量百分含量计，丙烯分离塔塔顶物料含有65％丙烯，3％丙烷，30％环氧丙烷，1.5％丙酮，0.5％醛类；塔底物料含有0.5％乙苯，35％异丙苯，2％α-甲基苯乙烯，3.5％苯乙酮，55％α，α-二甲基苄醇，3％苯酚，1％高沸点副产物。

丙烯汽提塔压力为0.2MPa，塔釜温度为70℃。

以重量百分含量计，丙烯汽提塔塔顶物料含有98％丙烯，0.9％丙烷，1.1％环氧丙烷；塔底物料含有96％环氧丙烷，2.5％丙酮，1.5％醛类。

环氧丙烷吸收塔压力为0.2MPa，理论塔板数为30块，吸收剂为丙酮。

以重量百分含量计，环氧丙烷吸收塔塔顶物料含有99.6％丙烯，0.4％丙烷。

环氧丙烷精制塔压力为0.1MPa，理论塔板数为30块，回流比0.3，塔顶温度40℃，塔底温度90℃。吸附剂为白土。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有99.97％环氧丙烷，0.03％醛类。环氧丙烷的回收率为97.2％。

【实施例3】

同【实施例1】，只是丙烯分离塔的压力为0.2MPa，理论塔板数为40块，回流比0.4，塔顶温度40℃，塔底温度75℃。

以重量百分含量计，丙烯分离塔塔顶物料含有70％丙烯，0.5％丙烷，28％环氧丙烷，1％丙酮，0.5％醛类；塔底物料含有0.2％乙苯，30％异丙苯，2％α-甲基苯乙烯，1％苯乙酮，65％α，α-二甲基苄醇，0.8％苯酚，1％高沸点副产物。

丙烯汽提塔压力为0.3MPa，塔釜温度为75℃。

以重量百分含量计，丙烯汽提塔塔顶物料含有99％丙烯，0.9％丙烷，0.1％环氧丙烷；塔底物料含有97％环氧丙烷，2％丙酮，1％醛类。

环氧丙烷吸收塔压力为0.3MPa，理论塔板数为40块，吸收剂为丙酮。

以重量百分含量计，环氧丙烷吸收塔塔顶物料含有99.7％丙烯，0.3％丙烷。

环氧丙烷精制塔压力为0.3MPa，理论塔板数为40块，回流比0.5，塔顶温度50℃，塔底温度100℃。吸附剂为白土。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有99.98％环氧丙烷，0.02％醛类。环氧丙烷的回收率为98.1％。

【实施例4】

同【实施例1】，只是丙烯分离塔的压力为0.3MPa，理论塔板数为50块，回流比0.8，塔顶温度50℃，塔底温度80℃。

以重量百分含量计，丙烯分离塔塔顶物料含有80％丙烯，1％丙烷，18％环氧丙烷，0.8％丙酮，0.2％醛类；塔底物料含有0.5％乙苯，40％异丙苯，1％α-甲基苯乙烯，0.5％苯乙酮，55％α，α-二甲基苄醇，2％苯酚，1％高沸点副产物。

丙烯汽提塔压力为0.4MPa，塔釜温度为80℃。

以重量百分含量计，丙烯汽提塔塔顶物料含有94％丙烯，5％丙烷，1％环氧丙烷；塔底物料含有90％环氧丙烷，8％丙酮，2％醛类。

环氧丙烷吸收塔压力为0.4MPa，理论塔板数为50块，吸收剂为丙酮。

以重量百分含量计，环氧丙烷吸收塔塔顶物料含有99.9％丙烯，0.1％丙烷。

环氧丙烷精制塔压力为0.5MPa，理论塔板数为50块，回流比0.8，塔顶温度55℃，塔底温度110℃。吸附剂为白土。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有99.99％环氧丙烷，0.01％醛类。环氧丙烷的回收率为98.9％。

【实施例5】

同【实施例1】，只是丙烯分离塔的压力为0.09MPa，理论塔板数为45块，回流比1，塔顶温度45℃，塔底温度88℃。

以重量百分含量计，丙烯分离塔塔顶物料含有40％丙烯，1％丙烷，56％环氧丙烷，2％丙酮，1％醛类；塔底物料含有1％乙苯，50％异丙苯，4％α-甲基苯乙烯，1％苯乙酮，42％α，α-二甲基苄醇，1.5％苯酚，0.5％高沸点副产物。

丙烯汽提塔压力为0.35MPa，塔釜温度为75℃。

以重量百分含量计，丙烯汽提塔塔顶物料含有90％丙烯，8％丙烷，2％环氧丙烷；塔底物料含有85％环氧丙烷，10％丙酮，5％醛类。

环氧丙烷吸收塔压力为0.35MPa，理论塔板数为35块，吸收剂为丙酮。

以重量百分含量计，环氧丙烷吸收塔塔顶物料含有99％丙烯，1％丙烷。

环氧丙烷精制塔压力为0.6MPa，理论塔板数为45块，回流比1，塔顶温度45℃，塔底温度120℃。吸附剂为白土。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有99.997％环氧丙烷，0.003％醛类。环氧丙烷的回收率为99.2％。

【对比例1】

按照文献CN103172596A公开的流程，来自环氧丙烷反应器的反应产物进入丙烯分离塔，分离得到塔顶产物丙烯、丙烷、环氧丙烷、丙酮、醛类(含乙醛和丙醛)，塔底物料含有乙苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、苯乙酮、α，α-二甲基苄醇、苯酚和高沸点副产物；丙烯分离塔塔顶物料进入丙烯汽提塔，汽提塔塔顶气体含有丙烯、丙烷、少量环氧丙烷，这股物料进入环氧丙烷吸附塔中与吸收剂接触脱除环氧丙烷，然后经压缩后返回反应系统循环使用；汽提塔塔底物料含有环氧丙烷和丙酮，这股物料进入环氧丙烷精制塔，塔中有萃取剂，塔顶得到环氧丙烷产品，萃取剂进入萃取精馏塔，分离出萃取剂。

其中，以重量百分比计，来自环氧丙烷反应器的反应产物含有环氧丙烷的含量为10％，丙烯的含量为40％，丙烷的含量为1％，丙酮的含量为0.5％，醛类(主要为乙醛和丙醛)的含量为0.7％，乙苯的含量为0.1％，异丙苯的含量为15％，α-甲基苯乙烯的含量为1％，苯乙酮的含量为0.7％，α,α-二甲基苄醇的含量为10％，苯酚的含量为0.5％，高沸点副产物的含量为0.5％。

丙烯分离塔的压力为0.09MPa，理论塔板数为45块，回流比1，塔顶温度45℃，塔底温度88℃。

丙烯汽提塔压力为0.35MPa，塔釜温度为75℃。

环氧丙烷吸收塔压力为0.35MPa，理论塔板数为35块，吸收剂为丙酮。

环氧丙烷精制塔压力为0.6MPa，理论塔板数为45块，回流比1，塔顶温度45℃，塔底温度120℃。萃取剂为水。

以重量百分含量计，环氧丙烷精制塔塔顶物料含有90％环氧丙烷，10％醛类。环氧丙烷的回收率为86％。

Claims (10)

1.一种环氧丙烷的精制方法，包括以下步骤：

a)来自环氧化反应器的反应产物进入丙烯分离塔，塔顶得到第一物流，塔釜得到第二物流；所述第二物流进入后续流程；

b)所述第一物流进入丙烯汽提塔，塔顶得到第三物流，塔釜得到第四物流；

c)所述第三物流进入环氧丙烷吸收塔，与吸收剂逆流接触，塔顶得到第五物流，塔釜得到第六物流；所述第五物流进入后续流程；所述第六物流返回至第一分离塔；

d)所述第四物流进入环氧丙烷精制塔，与塔中填充的吸附剂接触，塔顶得到产品环氧丙烷，塔釜得到第七物流；所述第七物流进入后续流程。

2.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与有机过氧化物反应后的反应产物。

3.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与过氧化氢异丙苯反应后的反应产物。

4.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于所述来自环氧化反应器的反应产物为丙烯与过氧化氢乙苯反应后的反应产物。

5.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于丙烯分离塔塔顶压力0.01～0.5MPa，理论塔板数10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～55℃，塔底温度60～90℃。

6.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于丙烯汽提塔压力0.01～0.5MPa，塔釜温度50～100℃。

7.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于环氧丙烷吸收塔压力0.01～0.5MPa，理论塔板数10～50块。

8.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于环氧丙烷精制塔压力0.01～1MPa，理论塔板数10～50块，回流比0～5，塔顶温度20～70℃，塔底温度70～150℃。

9.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于环氧丙烷吸收塔中的吸收剂为丙酮。

10.根据权利要求1所述环氧丙烷的精制方法，其特征在于环氧丙烷精制塔中填充的吸附剂为白土。