CN111592506A - 环氧氯丙烷分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环氧氯丙烷分离领域，公开了环氧氯丙烷分离工艺。将含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯的溶液先在第一相分离设备中进行相分离，分离为水相和油相，其中，所述水相中包含水、甲醇、氯丙烯和少量的环氧氯丙烷；所述油相中包含环氧氯丙烷、甲醇、氯丙烯和少量的水；水相经过精馏塔精馏后，将甲醇和氯丙烯分离出来，返回到氯丙烯一步法制环氧氯丙烷工艺中继续反应，油相经过精馏分离后，得到产品环氧氯丙烷。本发明解决了氯丙烯制环氧氯丙烷反应工艺所生成的环氧氯丙烷、氯丙烯、水和甲醇分离能耗高的问题。

Description

环氧氯丙烷分离工艺

技术领域

本发明涉及环氧氯丙烷分离技术领域，特别是涉及一种环氧氯丙烷分离工艺。

背景技术

环氧氯丙烷是一种重要的有机化工中间体，主要用于生产环氧树脂，是重大需求的化工产品，也是国家高端新材料的重要基材，在国民经济的各个领域中都得到广泛的应用。目前，国内约74％的环氧氯丙烷采用传统氯醇法生产，国外更是高达91％。传统氯醇法以剧毒氯气为原料，显著降低了氯醇法的本质安全性；盐酸为氧化副产物导致氯醇化反应的原子利用率仅为78％；氯气化学性质活泼，很容易发生副反应；能耗高，而且每吨环氧氯丙烷约产生45-50吨含氯废水，还有约2吨废渣，副产物三氯丙烷高达7％，难处理，国家急需环境友好的环氧氯丙烷生产新技术。

以氯丙烯为原料，甲醇为溶剂，过氧化氢为氧化剂，钛硅分子筛为催化剂的氯丙烯一步法制环氧氯丙烷绿色反应工艺，实现环氧氯丙烷高效率、低能耗、低毒、低副产物、无污染的绿色、安全生产技术。氯丙烯一步法制环氧氯丙烷反应工艺所用的溶剂通常是与水混溶的低级醇类，尤其以甲醇为介质时反应效果最好，且用量巨大。由于甲醇的沸点低于环氧氯丙烷，通过蒸馏的手段来分离和提纯环氧氯丙烷，就必须蒸馏出大量的甲醇，能耗大的问题不容忽视。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种环氧氯丙烷分离工艺，旨在解决氯丙烯一步法制环氧氯丙烷反应工艺所生成的环氧氯丙烷、氯丙烯、水和甲醇分离能耗高的问题。

根据本发明实施例的一种环氧氯丙烷分离工艺，氯丙烯制环氧氯丙烷工艺反应生成后的溶液中含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯，所述环氧氯丙烷分离工艺包括：

将含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯的溶液先在第一相分离设备中进行相分离，分离为水相和油相，其中，所述水相中包含水、甲醇、氯丙烯和少量的环氧氯丙烷；所述油相中包含环氧氯丙烷、甲醇、氯丙烯和少量的水；

所述水相预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后对所述水相进料进行预热，完全冷凝后的甲醇和氯丙烯溶液一部分回流到所述第一精馏塔中继续精馏，另一部分回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第一精馏塔的塔底液进入第二精馏塔中进行精馏；

所述第二精馏塔的塔顶蒸汽进入到所述第一精馏塔的塔底，作为所述第一精馏塔的上行蒸汽；所述第二精馏塔的塔底液返回到所述第一相分离设备中继续进行水油相分离；

所述油相预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；

所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后对所述油相进料进行预热，完全冷凝后流入第二相分离设备中进行水油相分离，水相返回到所述第一相分离设备中继续进行水油相分离，底部液体返回到所述第四精馏塔中继续进行精馏；所述第四精馏塔的塔底液进入第五精馏塔中继续精馏；

所述第五精馏塔的进料在塔顶，精馏后塔顶气体直接通入所述第四精馏塔的底部，作为所述第四精馏塔的上行气体；所述第五精馏塔的塔底液为不含水的环氧氯丙烷产品。

根据本发明的一个实施例，所述水相预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后对所述水相进料进行预热，具体为：所述水相经过第一预热器预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后流经所述第一预热器对所述水相进料进行预热；

所述第一预热器设于所述水相的进口处。

根据本发明的一个实施例，所述油相预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后对所述油相进料进行预热，具体为：所述油相经过第二预热器预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后流经所述第二预热器对所述油相进料进行预热；

所述第二预热器设于所述油相的进口处。

根据本发明的一个实施例，所述第一精馏塔、所述第二精馏塔、所述第三精馏塔、所述第四精馏塔以及所述第五精馏塔为填料塔、板式塔和超重力精馏塔中的任意一种或多种的组合。

根据本发明的一个实施例，所述第一压缩机和所述第二压缩机为单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、罗茨式压缩机和离心式压缩机中的任意一种或任意两种的组合。

根据本发明的一个实施例，所述第一预热器和所述第二预热器为板式预热器。

根据本发明的一个实施例，所述第一相分离设备和所述第二相分离设备为沉降槽、沉降罐、离心机和旋液分离器中的任意一种或任意两种的组合。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案至少具有以下有益效果：

本发明实施例的环氧氯丙烷分离工艺，采用增焓压缩的精馏方式代替原有的传统精馏方式，将精馏的能耗由纯蒸汽替换为蒸汽和压缩机增焓压缩，充分利用冷凝潜热，减少冷、热公用工程的双重消耗，以此来达到节能的目的，节能效果在30％～50％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例环氧氯丙烷分离工艺中相分离示意图；

图2为本发明实施例环氧氯丙烷分离工艺中水相精馏分离示意图；

图3为本发明实施例环氧氯丙烷分离工艺中油相精馏分离示意图。

附图标记：

1、第一相分离设备；2、第一精馏塔；3、第二精馏塔；4、第一预热器；5、第一压缩机；6、第三精馏塔；7、第四精馏塔；8、第五精馏塔；9、第二预热器；10、第二压缩机；11、第二相分离设备；12、再沸器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图3所示，为本发明实施例提供的环氧氯丙烷分离工艺，氯丙烯制环氧氯丙烷工艺反应生成后的溶液中含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯，为了分离提纯得到环氧氯丙烷，所述环氧氯丙烷分离工艺包括：

如图1所示，将含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯的溶液先在第一相分离设备1中进行相分离，分离为水相和油相，其中，所述水相中包含水、甲醇、氯丙烯和少量的环氧氯丙烷，需要说明的是，“少量的环氧氯丙烷”是指水相中，环氧氯丙烷的含量相比于水、甲醇、氯丙烯的量为少量；所述油相中包含环氧氯丙烷、甲醇、氯丙烯和少量的水，需要说明的是，“少量的水”是指油相中，水的含量相比于环氧氯丙烷、甲醇、氯丙烯的量为少量。

如图2所示，水相经过精馏塔精馏后，将甲醇和氯丙烯分离出来，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷工艺中继续反应。具体地，水相精馏部分包括两个精馏塔，分别为第一精馏塔2和第二精馏塔3，每个精馏塔包括塔壳和设于塔壳内靠近中部的进料板，精馏塔由进料板分隔为上部精馏段和下部提馏段。所述水相预热后进入第一精馏塔2精馏，所述第一精馏塔2塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机5增焓压缩后，提高蒸汽的压力和温度，作为所述第一精馏塔2的再沸器12的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后的余热对所述水相进料进行预热，完全冷凝后的甲醇和氯丙烯溶液一部分回流到所述第一精馏塔2中继续精馏，另一部分回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第一精馏塔2的塔底液进入第二精馏塔3中进行精馏。

第二精馏塔3的进料在顶部，第一精馏塔2和第二精馏塔3可以看为一个整体，第二精馏塔3为第一精馏塔2的提馏段。所述第二精馏塔3的塔顶蒸汽进入到所述第一精馏塔2的塔底，作为所述第一精馏塔2的上行蒸汽；所述第二精馏塔3的塔底液返回到所述第一相分离设备1中继续进行水油相分离，即分离为水相和油相，水相继续重复上述操作，油相进行下文所述的精馏操作，油相经过精馏分离后，得到产品环氧氯丙烷。

具体地，如图3所示，油相精馏部分包含三个精馏塔，分别为第三精馏塔6、第四精馏塔7和第五精馏塔8，所述油相预热后，进入第三精馏塔6中进行初步精馏，所述第三精馏塔6塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，甲醇和氯丙烯返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔6塔底液含有环氧氯丙烷和水，环氧氯丙烷和水进入到第四精馏塔7中进行精馏。

所述第四精馏塔7的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机10压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔7的再沸器12的热源，冷凝后的余热对所述油相进料进行预热，完全冷凝后流入第二相分离设备11中进行水油相分离，分离后的水相返回到所述第一相分离设备1中继续进行水油相分离，第二相分离设备11底部液体返回到所述第四精馏塔7中继续进行精馏；所述第四精馏塔7的塔底液进入第五精馏塔8中继续精馏。

所述第五精馏塔8的进料在其塔顶，精馏后塔顶气体直接通入所述第四精馏塔7的底部，作为所述第四精馏塔7的上行气体；所述第五精馏塔8的塔底液为不含水的环氧氯丙烷产品。

本实施例采用增焓压缩的精馏方式代替原有的传统精馏方式，将精馏的能耗由纯蒸汽替换为蒸汽和增焓压缩，充分利用冷凝潜热，减少冷、热公用工程的双重消耗，以此来达到节能的目的，节能效果在30％～50％。

本实施例在甲醇回收和环氧氯丙烷分离部分，用压缩机压缩增焓的方式为精馏塔提供部分热源，减少了冷、热公用工程的消耗；同时减少了甲醇传统双塔精馏所导致的高温，避免了副产物甲缩醛的产生。

根据本发明的一个实施例，所述水相经过第一预热器4预热后进入第一精馏塔2精馏，所述第一精馏塔2塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机5增焓压缩后，作为所述第一精馏塔2的再沸器12的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后流经所述第一预热器4对所述水相进料进行预热；所述第一预热器4设于所述水相的进口处，通过第一预热器4为水相预热。

根据本发明的一个实施例，所述油相经过第二预热器9预热后，进入第三精馏塔6中进行初步精馏，所述第三精馏塔6塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔6塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔7中进行精馏；所述第四精馏塔7的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机10压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔7的再沸器12的热源，冷凝后流经所述第二预热器9对所述油相进料进行预热；所述第二预热器9设于所述油相的进口处，通过第二预热器9为油相预热。

根据本发明的一个实施例，所述第一精馏塔2、所述第二精馏塔3、所述第三精馏塔6、所述第四精馏塔7以及所述第五精馏塔8为填料塔、板式塔和超重力精馏塔中的任意一种或多种的组合，也就是说，各精馏塔可以为同一种，也可以为不同种，可以根据需要自行选择。

根据本发明的一个实施例，所述第一压缩机5和所述第二压缩机10可以为单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、罗茨式压缩机和离心式压缩机中的任意一种或任意两种的组合，也就是说，第一压缩机5和第二压缩机10可以为同一种压缩机，也可以为不同种压缩机的组合，可以根据需要自行选择。

根据本发明的一个实施例，所述第一预热器4和所述第二预热器9可以为板式预热器，当然，也可以选择其他类型的预热器。

根据本发明的一个实施例，所述第一相分离设备1和所述第二相分离设备11可以为沉降槽、沉降罐、离心机和旋液分离器中的任意一种或任意两种的组合，也就是说，第一相分离设备1和第二相分离设备11可以为同一种，也可以为不同种，可以根据需要自行选择。

本实施例的环氧氯丙烷分离工艺，解决了氯丙烯制环氧氯丙烷反应工艺所生成的环氧氯丙烷、氯丙烯、水和甲醇分离能耗高的问题。采用增焓节能压缩技术，充分利用冷凝潜热，减少冷、热公用工程的双重消耗，以此来达到节能的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环氧氯丙烷分离工艺，氯丙烯制环氧氯丙烷工艺反应生成后的溶液中含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯，其特征在于，所述环氧氯丙烷分离工艺包括：

将含有环氧氯丙烷、甲醇、水和氯丙烯的溶液先在第一相分离设备中进行相分离，分离为水相和油相，其中，所述水相中包含水、甲醇、氯丙烯和少量的环氧氯丙烷；所述油相中包含环氧氯丙烷、甲醇、氯丙烯和少量的水；

所述水相预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后对所述水相进料进行预热，完全冷凝后的甲醇和氯丙烯溶液一部分回流到所述第一精馏塔中继续精馏，另一部分回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第一精馏塔的塔底液进入第二精馏塔中进行精馏；

所述第二精馏塔的塔顶蒸汽进入到所述第一精馏塔的塔底，作为所述第一精馏塔的上行蒸汽；所述第二精馏塔的塔底液返回到所述第一相分离设备中继续进行水油相分离；

所述油相预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；

所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后对所述油相进料进行预热，完全冷凝后流入第二相分离设备中进行水油相分离，水相返回到所述第一相分离设备中继续进行水油相分离，底部液体返回到所述第四精馏塔中继续进行精馏；所述第四精馏塔的塔底液进入第五精馏塔中继续精馏；

所述第五精馏塔的进料在塔顶，精馏后塔顶气体直接通入所述第四精馏塔的底部，作为所述第四精馏塔的上行气体；所述第五精馏塔的塔底液为不含水的环氧氯丙烷产品。

2.根据权利要求1所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述水相预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后对所述水相进料进行预热，具体为：所述水相经过第一预热器预热后进入第一精馏塔精馏，所述第一精馏塔塔顶的甲醇和氯丙烯蒸汽经过第一压缩机增焓压缩后，作为所述第一精馏塔的再沸器的热源，甲醇和氯丙烯蒸汽冷凝后流经所述第一预热器对所述水相进料进行预热；

所述第一预热器设于所述水相的进口处。

3.根据权利要求2所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述油相预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后对所述油相进料进行预热，具体为：所述油相经过第二预热器预热后，进入第三精馏塔中进行初步精馏，所述第三精馏塔塔顶液中含有甲醇和氯丙烯，返回到氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺中继续反应，所述第三精馏塔塔底液含有环氧氯丙烷和水，进入到第四精馏塔中进行精馏；所述第四精馏塔的塔顶蒸汽为水和环氧氯丙烷的混合气，塔顶蒸汽经第二压缩机压缩增焓，提高蒸汽压力和温度后，作为所述第四精馏塔的再沸器的热源，冷凝后流经所述第二预热器对所述油相进料进行预热；

所述第二预热器设于所述油相的进口处。

4.根据权利要求1所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述第一精馏塔、所述第二精馏塔、所述第三精馏塔、所述第四精馏塔以及所述第五精馏塔为填料塔、板式塔和超重力精馏塔中的任意一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述第一压缩机和所述第二压缩机为单螺杆压缩机、双螺杆压缩机、罗茨式压缩机和离心式压缩机中的任意一种或任意两种的组合。

6.根据权利要求3所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述第一预热器和所述第二预热器为板式预热器。

7.根据权利要求1所述的环氧氯丙烷分离工艺，其特征在于，所述第一相分离设备和所述第二相分离设备为沉降槽、沉降罐、离心机和旋液分离器中的任意一种或任意两种的组合。

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