CN117551059A - 一种乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺中低品质环氧乙烷的精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品质环氧乙烷的精制方法。该方法原料来自于乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺，为环氧乙烷产品塔产出环氧乙烷产品后塔釜采出的低品质环氧乙烷，该低品质环氧乙烷中富含醛、酸、水、C3化合物等杂质，常规流程为使用该低品质环氧乙烷直接与水反应产乙二醇产品。本发明将上述低品质环氧乙烷采用萃取精馏的方式精制，得到C3化合物含量≤10ppm的粗环氧乙烷，该粗环氧乙烷再与水反应生产乙二醇。上述方法可以提升乙二醇应用于下游丙烯环氧化用钼乙二醇催化剂的选择性。
Description
技术领域
本发明涉及一种低品质环氧乙烷的精制方法，具体涉及乙烯氧化法生产环氧乙烷的工艺中的低品质环氧乙烷的精制方法。
技术背景
环氧乙烷是一种无色透明、低沸点易燃液体，在有机化工生产中具有重要的作用。
工业上通常采用乙烯氧化法生产环氧乙烷，在该工艺中，环氧乙烷产品塔产出环氧乙烷产品后，塔釜会采出一股低品质环氧乙烷，该股低品质环氧乙烷的常规用途是生产乙二醇。乙二醇可以用于制备钼乙二醇催化剂应用于PO/TBA工艺。
亨斯迈专利技术的PO/TBA工艺中环氧化反应使用钼乙二醇作为催化剂，乙二醇要求使用聚酯级产品，其TBHP的PO选择性只有约89～92％，较其他工艺明显偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乙烯氧化法生产环氧乙烷的工艺中的低品质环氧乙烷的精制方法。通过将低品质环氧乙烷中的C3化合物控制在一定范围内，使得精制后的环氧乙烷与水反应生产的乙二醇制备的钼乙二醇催化丙烯环氧化反应时产物的选择性得到提高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低品质环氧乙烷的精制方法，包括：对环氧乙烷产品塔塔釜采出的低品质环氧乙烷流股进行精制，使粗环氧乙烷流股中C3化合物含量≤10ppm。
所述乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺为成熟的现有技术，例如壳牌的CN89106106.1专利技术、美国科学设计的CN86103030.3专利技术、陶氏的CN105143161A专利技术、日本触媒的CN112566888B专利技术。
本发明所述的低品质环氧乙烷是指以乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺中，环氧乙烷产品塔产出环氧乙烷产品后，塔釜采出的低品质环氧乙烷，其中富含醛(例如甲醛、乙醛)、酸(例如甲酸、乙酸)、水等杂质，含量通常在0.1％～5.0％。
研究发现，上述低品质环氧乙烷还含有一定量的C3化合物(例如丙二醇、丙醛、丙酸、环氧丙烷等醇、醛、酸、环氧类)，含量通常在50～3000ppm，这些C3化合物是导致使用精制后的环氧乙烷生产的钼乙二醇做催化剂催化丙烯环氧化反应的产物选择性降低的重要因素，如果将这些C3化合物的含量控制在本发明的范围内，则可以将这股低品质环氧乙烷精制后直接用于制造钼乙二醇催化剂，用于催化丙烯环氧化生产环氧丙烷，提高环氧丙烷选择性。
在一些具体的实施方式中，可以采用萃取精馏塔对环氧乙烷产品塔塔釜采出的低品质环氧乙烷流股进行精制，例如，在一些具体的实施方式中：
萃取剂流股选自水、醇、醚、胺类中的一种或多种，优选水和醚类，更优选10wt％水+90wt％乙二醇单甲醚。进一步地，所述的萃取剂流股与低品质环氧乙烷流股质量比例为1:1:～1:100，优选1:10～1:30；
萃取精馏塔理论板数为10～100块，优选25～35块。所述的低品质环氧乙烷流股进料位置距塔釜1～15块理论板，优选8～12块理论板，萃取剂流股进料位置比低品质环氧乙烷流股进料位置高0～20块理论板，优选高2～5块理论板。
本发明的有益效果在于：
本发明研究了钼乙二醇催化丙烯环氧化制备环氧丙烷工艺中产物选择性较低的原因，进而将乙烯氧化法生产环氧乙烷的工艺中的低品质环氧乙烷通过萃取精馏的方式实现了精制。精制后的环氧乙烷再与水反应生产乙二醇，提升乙二醇产品应用于下游丙烯环氧化用钼乙二醇催化剂的选择性。
附图说明
图1是本发明的低品质环氧乙烷萃取精馏的一种流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明优选的实施方式做进一步的解释说明。
气相分析条件：安捷伦色谱在线测定，采用Agilent DB-WAX色谱柱，汽化室温度为240℃，检测器温度250℃；程序升温:50℃保持2min；5℃/min至100℃保持1min；10℃/min至240℃保持10min。
环氧乙烷及聚酯级乙二醇装置：万华化学。
乙二醇生产钼乙二醇催化剂，反应条件是将乙二醇和二钼酸铵按照4:1质量比例在80℃下混合溶解30min，之后在3kPa、100℃下加热抽真空60min。
钼乙二醇催化丙烯环氧化反应，反应条件是将丙烯、叔丁基过氧化氢、钼乙二醇催化剂按照500:150:1质量比例进入反应器，在138℃、4MPag下反应150min。
实施例1
环氧乙烷产品塔塔釜采出低品质环氧乙烷流股①，纯度为99.3％，其中C3化合物含量为190ppm。
萃取剂流股②为10％水+90％乙二醇单甲醚，萃取剂流股②与低品质环氧乙烷流股①质量比例为1:25，采用萃取精馏塔理论板数为25块，低品质环氧乙烷流股①进料位置距塔釜12块理论板，萃取剂流股②进料位置比低品质环氧乙烷流股①进料位置高5块理论板。
萃取精制后粗环氧乙烷流股③的纯度是99.4％，C3化合物含量为2ppm。
按照前述的反应条件，使用该粗环氧乙烷生产聚酯级乙二醇，并进一步生产钼乙二醇催化剂，催化丙烯环氧化反应，叔丁基过氧化氢的环氧丙烷选择性为96.3％。
实施例2
环氧乙烷产品塔塔釜采出低品质环氧乙烷流股①，纯度为99.2％，其中C3化合物含量为450ppm。
萃取剂流股②为10％水+90％乙二醇单甲醚，萃取剂流股②与低品质环氧乙烷流股①质量比例为1:10，采用萃取精馏塔理论板数为35块，低品质环氧乙烷流股①进料位置距塔釜9块理论板，萃取剂流股②进料位置比低品质环氧乙烷流股①进料位置高2块理论板。
萃取精制后粗环氧乙烷流股③的纯度是99.3％，C3化合物含量为5ppm。
按照前述的反应条件，使用该粗环氧乙烷生产聚酯级乙二醇，并进一步生产钼乙二醇催化剂，催化丙烯环氧化反应，叔丁基过氧化氢的环氧丙烷选择性为96.1％。
对比例1
环氧乙烷产品塔塔釜采出低品质环氧乙烷流股①，纯度为99.5％，C3化合物含量为200ppm。萃取剂流股②为乙二醇单甲醚，萃取剂流股②与低品质环氧乙烷流股①质量比例为1:80，采用萃取精馏塔理论板数为10块，低品质环氧乙烷流股①进料位置距塔釜5块理论板，萃取剂流股②进料位置比低品质环氧乙烷流股①进料位置高1块理论板。
萃取精制后粗环氧乙烷流股③的纯度是99.6％，C3化合物含量为80ppm。
按照前述的反应条件，使用该粗环氧乙烷生产聚酯级乙二醇，并进一步生产钼乙二醇催化剂，催化丙烯环氧化反应，叔丁基过氧化氢的环氧丙烷选择性为92.9％。
Claims (5)
1.一种乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺中的低品质环氧乙烷的精制方法，其特征在于：采用萃取精馏塔对环氧乙烷产品塔塔釜采出的低品质环氧乙烷流股进行精制，使精制后的粗环氧乙烷流股中的C3化合物含量≤10ppm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，萃取剂选自水、醇、醚、胺类中的一种或多种，优选水和醚类，更优选10wt％水+90wt％乙二醇单甲醚。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，萃取剂与低品质环氧乙烷质量比例为1:1:～1:100，优选1:10～1:30。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，萃取精馏塔理论板数为10～100块，优选25～35块。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，低品质环氧乙烷流股进料位置距塔釜1～15块理论板，优选8～12块理论板，萃取剂流股进料位置比低品质环氧乙烷流股①进料位置高0～20块理论板，优选高2～5块理论板。
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