CN1095464C - 丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程。全过程分为四个工序，除反应工序外，还包括从反应产物中分离环氧丙烷、回收丙烯、甲醇溶剂及催化剂的再生与提浓工序，在反应工序中采用适用于细颗粒催化剂的反应器，其淤浆出料直接进入一个蒸出再生复合塔，将丙烯和环氧丙烷完全蒸出，同时完成催化剂的再生，催化剂的提浓是通过两段动态旋叶过滤实现的。该工艺实现了丙烯用双氧水氧化制取环氧丙烷过程的连续化。

Description

丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程
                           技术领域
本发明涉及一种丙烯用双氧水环氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程，属于以丙烯和双氧水为原料，以细颗粒钛硅分子筛为催化剂，氧化连续生产环氧丙烷的技术。所述的双氧水包括纯双氧水、双氧水水溶液或含其它溶剂，如甲醇、异丙醇等或它们的混合物的双氧水溶液。
                          背景技术
在申请“丙烯用双氧水环氧化的设备与过程，申请号：98123136.5”的专利中，我们着重阐述了主要由一个列管式反应段和一个列管式冷却段及气液分离段等构成的封闭回路式的丙烯用双氧水氧化设备反应流动中进行反应，生成环氧丙烷的过程。在该反应器所进行的环氧化反应过程，具有反应压力低，温度易于控制、节能等特点，同时原料的转化率和产品的收率均已超过90％。
为实现上述生产过程的连续性，首先需要连续向反应器提供丙烯和双氧水原料，再者是需要不断采出反应器中的反应产物，并从产物中分离环氧丙烷、未反应的丙烯及溶剂，使丙烯和溶剂甲醇的循环使用，同时还要从采出的反应混合物中将催化剂与反应产物分离、再生和重新使用。
                            发明内容
本发明的目的，在于提供一种丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程。该工艺流程具有催化剂损失小、能耗低，废物和污染物排放少的特点。
为了达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的。主要由反应器、冷凝器、中间罐、蒸出再生复合塔、蒸馏塔、过滤器、贮罐等构成的丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程，它除了由反应器构成的反应工序外，还包括从反应器产出的气相混合物、淤浆混合物中分离环氧丙烷产物，回收过量的丙烯原料、甲醇溶剂，以及对催化剂进行再生和提浓的工序，其特征在于：a.回收丙烯途径，一条是从反应器1的气液分离段顶部引出的气相混合物进入冷凝器2，在此，冷凝器的操作压力为0.1～1.0Mpa，温度控制在-25℃～50℃，从该冷凝器顶部引出过量的丙烯送回反应器1；另一条是从反应器1上部采出的淤浆出料经中间罐3，进入蒸出再生复合塔6，从塔顶部蒸出的环氧丙烷和溶解的丙烯进入丙烯蒸馏塔7，从塔顶馏出的丙烯流回至反应器1，在此，蒸出再生复合塔的操作压力为0.1～1.0Mpa，塔釜温度控制在40℃～180℃，丙烯蒸馏塔的操作压力为0.01～1.5Mpa；b.从产品混合物中分离环氧丙烷的途径，由反应器采出的淤浆经过中间罐3、蒸出再生复合塔6、丙烯蒸馏塔7后，由丙烯蒸馏塔的底部采出料液进入环氧丙烷蒸馏塔9，在此，环氧丙烷蒸馏塔的操作压力为0.01～1.7Mpa，在塔顶得到产品环氧丙烷；c.催化剂的再生和提浓途径，由反应器采出的淤浆经过中间罐3进入蒸出再生复合塔6，催化剂在该塔中得到再生后，与溶剂甲醇呈淤浆状由塔底采出进入包括两段过滤的过滤器5，除去大部分液体，使浆液中催化剂的质量百分浓度提高到7～95％后，送入催化剂贮罐4，然后用泵输送回反应器，在此，蒸出再生复合塔的操作条件同上，两段动态旋叶过滤包括采用普通过滤介质滤网、滤布等粗滤和采用膜介质聚砜微滤膜、偏氟乙烯超滤膜等的精滤；d.溶剂甲醇的回收途径，从反应器采出的淤浆经中间罐3、蒸出再生复合塔6、过滤器5，由过滤器5引出滤液到甲醇蒸馏塔8，在此，该塔的操作压力为0.1～1.5Mpa，从塔顶回收甲醇送回反应器1循环使用。为保证本发明工艺流程操作的可靠性，上述各个工序的特征还在于，冷凝器的操作压力为0.1～0.7Mpa，温度控制在-20℃～40℃；蒸出再生复合塔的操作压力0.1～0.7Mpa，塔釜温度控制在50℃～140℃；丙烯蒸馏塔的操作压力为0.1～1.0Mpa；环氧丙烷蒸馏塔的操作压力为0.05～1.0Mpa；甲醇蒸馏塔的操作压力为0.1～0.8Mpa。
                             附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。其中1为反应器，2为冷凝器，3为中间罐，4为催化剂贮罐，5为两段过滤器，6为蒸出再生复合塔，7为丙烯蒸馏塔，8为甲醇蒸馏塔，9为环氧丙烷蒸馏塔，10为副产物蒸馏塔。
                           具体实施方式
下面结合附图1对本发明进行详细说明。原料丙烯和双氧水或双氧水溶液，分别经管线1102和1101，各自与循环管线103和117中的循环丙烯和溶剂甲醇混合，进入反应器1，由催化剂贮罐4中来的催化剂，同时用泵输送进入，丙烯与双氧水在该反应器反应生成环氧丙烷。反应器流出物呈淤浆状进入中间罐3，未反应的丙烯夹带部分环氧丙烷和甲醇，在冷凝器2将环氧丙烷和甲醇冷凝分离后，丙烯经管线103循环回反应器1，冷凝液经管线105回流至中间罐3，进入中间罐的反应器流出物经管线107进入蒸出再生复合塔6，将环氧丙烷和丙烯从塔顶分出，塔底为甲醇、水、副产物及催化剂等的混合物，与此同时催化剂在塔中完成再生，该塔塔顶和塔底产物分别经管线108和113进丙烯蒸馏塔7和两段过滤器5。从塔7顶部得到的丙烯经管线103循环，该塔塔底流出物进环氧丙烷蒸馏塔9进一步提纯，在塔顶得到环氧丙烷纯品，塔底液为甲醇和水的混合物。蒸出再生复合塔6的塔底液经两段动态旋叶过滤器5，将再生后淤浆中催化剂的质量百分浓度提高到7～95％后，进催化剂贮罐4。而滤液与管线112来的甲醇溶液汇合，经管线116进甲醇蒸馏塔8，从塔顶得到的甲醇经管线117循环回反应器1，塔底液经管线118进副产物蒸馏塔10。从塔10提馏段侧线采出副产物丙二醇单甲醚，经管线120收集，少量的重组分由塔底采出，该塔的塔顶流出物水经管线119排放。
本发明实现了丙烯用双氧水氧化制环氧丙烷的连续化，而且工艺流程简单，催化剂的损失小，反应收率高，废物排放少，能耗低，易于工业化。
下面将结合实施例对本发明的技术予以进一步说明。
实例1、如图1所示流程，流量为30.3mol/h，纯度为99.9％新鲜丙烯和流量为3.4kg/h，质量浓度为30％双氧水溶液分别与循环管线103和117中的循环丙烯和溶剂甲醇混合，进入反应器1，同时催化剂贮罐4中来的催化剂浆液以3～8kg/h流量进入，反应器的进料摩尔比为，丙烯∶双氧水∶甲醇∶水＝1.2∶1∶32.2∶4.5。丙烯与双氧水在该反应器中反应生成环氧丙烷，反应器温度为30℃～50℃，压力为0.2～0.6Mpa，冷凝器的温度为-15℃，蒸出再生复合塔的塔压力为0.2～0.8Mpa，塔釜温度为60℃～120℃，从环氧丙烷蒸馏塔9塔顶得到环氧丙烷产品，流量约27.5mol/h，在两段动态旋叶过滤器5中，将再生后催化剂浆液质量百分浓度提高到85％，用泵送回反应器，从塔10提馏段侧线采用副产物丙二醇单甲醚，经管线120收集，流量约为1.0mol/h，少量重组分由塔底采出，塔顶流出物水经管线119排放，环氧丙烷对双氧水的选择性达95.8％，环氧丙烷的收率为91.5％。

Claims (2)

1、一种丙烯用双氧水环氧化连续生产环氧丙烷的工艺流程，它主要由反应器、冷凝器、中间罐、蒸出再生复合塔、蒸馏塔、过滤器、贮罐等构成，它除了由反应器构成的反应工序外，还包括从反应器产出的气相混合物、淤浆混合物中分离环氧丙烷产物、回收过量的丙烯原料、甲醇溶剂、以及对催化剂进行再生和提浓的工序，其特征在于：
a.回收丙烯途径，一条是从反应器(1)的气液分离段顶部引出的气相混合物进入冷凝器(2)，在此，冷凝器的操作压力为0.1～1.0Mpa，温度控制在-25℃～50℃，从该冷凝器顶部引出过量的丙烯送回反应器(1)；另一条是从反应器(1)上部采出的淤浆出料经中间罐(3)，进入蒸出再生复合塔(6)，从塔顶部蒸出的环氧丙烷和溶解的丙烯进入丙烯蒸馏塔(7)，由塔顶馏出的丙烯送回至反应器(1)，在此，蒸出再生复合塔的操作压力为0.1～1.0Mpa，塔釜温度控制在40℃～180℃，丙烯蒸馏塔的操作压力为0.01～1.5Mpa；
b.从产品混合物中分离环氧丙烷的途径，由反应器采出的淤浆经过中间罐(3)、蒸出再生复合塔(6)、丙烯蒸馏塔(7)后，由丙烯蒸馏塔的底部采出料液进入环氧丙烷蒸馏塔(9)，在此，环氧丙烷蒸馏塔的操作压力为0.01～1.7Mpa，在该塔塔顶得到产品环氧丙烷；
c.催化剂的再生和提浓途径，由反应器采出的淤浆经过中间罐(3)进入蒸出再生复合塔(6)，催化剂在该塔中得到再生后，与溶剂甲醇、水等呈淤浆状从塔底采出进入包括两段过滤的过滤器(5)，除去大部分液体，使浆液中催化剂的质量百分浓度提高到7～95％后，送入催化剂贮罐(4)，然后用泵输送回反应器，在此，蒸出再生复合塔的操作条件同上，两段动态旋叶过滤包括采用普通过滤介质的粗滤和采用膜介质的精滤；
d.溶剂甲醇的回收途径，从反应器采出的淤浆经中间罐(3)，蒸出再生复合塔(6)，过滤器(5)，由过滤器(5)引出滤液到甲醇蒸馏塔(8)，在此，该塔的操作压力为0.1～1.5Mpa，从塔顶回收甲醇循环使用。
2、按权利要求1所述的工艺过程，其特征在于，冷凝器(2)的操作压力为0.1～0.7Mpa，温度控制在-20～40；蒸出再生复合塔(6)的操作压力0.1～0.7Mpa，塔釜温度控制在50℃～140℃；丙烯蒸馏塔(7)的操作压力为0.1～1.0Mpa；环氧丙烷蒸馏塔(9)的操作压力为0.05～1.0Mpa；甲醇蒸馏塔(8)的操作压力为0.1～0.8Mpa。
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