一种从直接环氧化反应产物中提纯精制环氧丙烷的方法与流程

文档序号:15624430发布日期:2018-10-09 22:37阅读:414来源:国知局

本发明涉及一种提纯精制环氧丙烷的方法,更具体地说,涉及一种从过氧化氢与丙烯直接环氧化反应制备环氧丙烷的反应产物中提纯精制环氧丙烷的方法。



背景技术:

环氧丙烷(propyleneoxide)是有机合成的重要原料,是除聚丙烯外的第二大丙烯衍生物,广泛用于食品、烟草、农药及化妆品等行业。其下游产品近百种,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。环氧丙烷的直接氧化法是在钛硅分子筛催化剂的作用下,双氧水直接氧化丙烯合成环氧丙烷。直接氧化法具有条件温和、工艺简单、产品选择性好和环境友好等特点,被认为是环氧丙烷未来合成技术的主要发展趋势。

在直接环氧化工艺中,需要采用大量的甲醇作为溶剂溶解丙烯,使丙烯和双氧水在均相的条件下进行反应,从而达到较高的双氧水转化率和环氧丙烷选择性。环氧化反应的产物中不仅包括大量溶剂、水和未反应的丙烯,还包括生成的少量但种类繁多的醛、醚、醇、酮等杂质。一些轻组分杂质沸点与环氧丙烷非常接近,使得环氧丙烷的精制提纯非常困难。此外,环氧丙烷是一种化学性质非常活泼的化合物,可以在较低的温度下与水及醇等反应生成丙二醇和醚,因此环氧丙烷的精制过程也是直接氧化法工艺的成败的关键所在。

cn1162417c公开了一种从直接环氧化产物中分离精制环氧丙烷的方法。该方法首先将来自反应器的产物进行闪蒸和预蒸发,其中预蒸发器具有最多5个理论分离级(塔板),压力优选为3-8bar。预蒸发器塔顶混合物经过部分冷凝和汽提,得到的丙烯经过压缩机压缩后循环到反应中;从汽提塔塔底得到的含有环氧丙烷、甲醇及水等杂质的混合物则经过萃取精馏,得到粗环氧丙烷(>99.5%)和甲醇水溶液。该专利中预蒸发器理论分离级数较少,使得大量的甲醇、水和其它轻组分杂质(如乙醛、甲酸甲酯等)一同与环氧丙烷进入萃取精馏塔,因此仅采用萃取精馏的方法很难得到高纯度的环氧丙烷产品。该专利中萃取精馏塔塔底产物以稀溶剂的形式返回到环氧化反应中,不但降低了丙烯在溶剂中的溶解度,而且萃取液中的醛、酮等杂质也会对催化剂产生不利影响。

us6024840披露了一种从直接环氧化反应产物提纯精制环氧丙烷的方法。含有环氧丙烷、甲醇、水、乙醛和少量丙烯的反应产物首先进入第一个精馏塔进行产物分离,塔顶压力15-50psia,塔底温度80℃-110℃,回流比为10:1-30:1,塔板数为20-60块。由塔底得到甲醇、水及绝大部分乙醛等杂质组成的混合物,塔顶得到含有环氧丙烷、丙烯及少量甲醇和乙醛的混合物。塔顶产物在丙烯汽提塔内进一步分离,从塔顶排出丙烯及丙烷等不凝气,塔底得到的不含丙烯的混合物(含有环氧丙烷、甲醇、水和少量杂质)再进入一个萃取精馏塔进行萃取精馏,萃取剂采用丙二醇等极性溶剂,塔底温度一般为80℃-110℃。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。该专利中披露的直接环氧化产物中几乎没有丙烯组分,反应产物首先进入第一个具有较高回流比的精馏塔进行分离,该精馏塔理论板数多、回流比大。反应产物中乙醛的沸点与环氧丙烷接近,很难将其从该塔的塔底分离。该专利中环氧丙烷萃取精馏塔塔底温度较高,使环氧丙烷的副反应增多,收率降低,而且需要另设萃取剂回收塔进行萃取剂的回收和循环,增加了投资。

cn103172596b公开了一种从直接环氧化产物中精制环氧丙烷的方法。直接环氧化反应产物首先进入一个丙烯分离塔,在塔顶得到含有丙烯、丙烷、环氧丙烷、甲醇及水的产物,塔底物料含有甲醇、水、过氧化氢和高沸点副产物;丙烯分离塔塔顶产物再进入丙烯汽提塔脱除其中的丙烯、丙烷等组分后,再进入萃取精馏塔进一步精制得到高纯度的环氧丙烷产品。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℃。该专利的方法也存在大量的甲醇、水和其它轻组分杂质(如乙醛、甲酸甲酯等)一同与环氧丙烷进入萃取精馏塔的问题,因此仅采用萃取精馏的方法很难得到高纯度的环氧丙烷产品。

为了除去乙醛等与环氧丙烷沸点相近的杂质,保证环氧丙烷纯度,cn101298443a披露了一种通过萃取精馏来纯化包含乙醛的粗环氧丙烷的方法。该方法是在对粗环氧丙烷进行萃取精馏时,通过在粗环氧丙烷投料点上方向蒸馏塔中加入一定量的含有nh2基的化合物,可以与乙醛反应生成沸点高于环氧丙烷沸点的化合物,从而将乙醛从环氧丙烷中除去。该含有nh2基的化合物是含有0.5-5重量%的肼水溶液。该方法虽然可以有效去除粗环氧丙烷中的乙醛,但肼水是一种高毒性的化合物,不仅对人体有致癌作用,而且存储和运输的条件也比较苛刻。如果肼水溶液泄露在环境中,则可能通过多种途径危害人类及生态。此外,肼水价格昂贵,当环氧化的反应产物中乙醛含量较高时,使用该方法将造成环氧丙烷提纯精制成本迅速上升。

为了去除与环氧丙烷沸点相近的另一种杂质甲酸甲酯,保证环氧丙烷纯度,cn103172594b披露了一种精制提纯环氧丙烷的方法。该方法中,环氧化反应产物先进入丙烯分离塔分离,得到的塔顶物料含有丙烯、丙烷、环氧丙烷、甲醇、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后,由塔底得到含有甲醇、环氧丙烷、少量醛酮杂质和水的产物;在塔底产物进入萃取精馏塔进行精制前,先进入一台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,然后再进入萃取精馏塔经精馏进一步精制得到高纯度环氧丙烷。这种方法需要对离子交换树脂定期进行再生,产生大量污水。而且对失活的离子交换树脂进行处理也会造成环境污染。

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,现有分离方法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。这种方法会使第一个蒸馏塔塔顶物料中除环氧丙烷和丙烯外,还含有相当数量的溶剂(甲醇)、水、乙醛及甲酸甲酯等轻组分杂质。这些轻组分杂质与环氧丙烷沸点相近,很难分离。为了得到高纯度的环氧丙烷产品,必须去除这些轻组分杂质。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题之一是提供一种精制直接环氧化产物的工艺,通过该工艺可以去除一些与环氧丙烷沸点相近的杂质,得到高纯度的环氧丙烷。

本发明的要解决的技术问题之二是提供一种清洁环保的环氧丙烷精制工艺,在不采用一些高毒性、高环境危害的化学品作为精制剂的条件下对环氧丙烷进行精制,使直接环氧化法变成一种真正的绿色生产工艺。

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首先进入脱环氧丙烷塔,该塔仅设提馏段,主要目的是将环氧丙烷和丙烯全部由反应产物中脱除,由塔底得到含有甲醇、水和高沸点副产物的物料。含有丙烯、丙烷、环氧丙烷、甲醇和水的塔顶物料经部分冷凝后,液相进入脱丙烯塔。脱丙烯塔也是一台仅有提馏段的精馏塔,其目的将物料中的丙烯、丙烷等全部脱除。脱除丙烯后的塔底物料先进入一台粗环氧丙烷塔,脱除其中大部分的甲醇和水,得到的粗环氧丙烷再进入一台环氧丙烷脱轻塔,采用精馏的方法脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质后,进一步通过萃取精馏的方法得到高纯度的环氧丙烷产品。来自脱环氧丙烷塔及脱丙烯塔塔顶冷凝器的气相主要为丙烯,还含有少量的环氧丙烷和甲醇组分。该部分气体经处理脱除环氧丙烷后,再经压缩、冷凝返回反应系统循环使用;脱环氧丙烷塔底物料、粗环氧丙烷塔塔底物料及萃取精馏塔塔底物料可送入甲醇回收塔,去除溶剂甲醇中的杂质后将甲醇循环利用。

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提纯时各步骤中均采用较低的操作温度,能够确保环氧丙烷在分离时不发生过多的副反应、提高了环氧丙烷的收率;采用环氧丙烷预精馏塔(粗环氧丙烷塔)结合环氧丙烷脱轻塔的工艺;可以有效脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质,不仅避免了采用化学脱除法产生的环保问题,而且可以有效降低装置的操作费用。

附图说明

附图为本发明提供的环氧丙烷精制提纯方法的一种实施方式的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供的环氧丙烷精制提纯方法是这样实施的:

本发明提供的使用钛硅分子筛催化剂的直接环氧化反应制备环氧丙烷的步骤为:丙烯和过氧化氢原料在有机溶剂甲醇中混合,并在环氧化反应器中与钛硅分子筛催化剂接触进行反应,生成环氧丙烷和水,并且生成一些甲酸、乙酸、甲酸甲酯、乙醛等轻组分杂质和丙二醇、丙二醇醚、缩丙二醇等高沸点副产物,得到的反应产物中包括丙烷、丙烯、环氧丙烷、甲醇、水和这些轻组分杂质及高沸点副产物。

本发明提供的方法中,溶剂中甲醇的重量百分含量为50%-100%,优选90%-100%,可以含有少量杂质如乙醇和丙醇等。所述过氧化氢原料以含有10%-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。所述的丙烯原料除丙烯外,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℃-65℃,压力为1.0mpa-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在均相条件下反应,溶剂的使用量经过优选,使每摩尔的过氧化氢与2-20摩尔的溶剂混合。

所述的钛硅分子筛催化剂为钛硅分子筛粉末,或钛硅分子筛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为列管式固定床反应器或淤浆床反应器。

本发明提供的环氧丙烷精制方法,包括:来自环氧化反应器的反应产物首先进入脱环氧丙烷塔,将环氧丙烷全部从反应产物中脱除。脱环氧丙烷塔仅设有提馏段,塔顶物料含有丙烯、丙烷、环氧丙烷、轻组分杂质、甲醇和水等,塔底物料含有甲醇、水和高沸点副产物,不含环氧丙烷和丙烯。塔顶物料经部分冷凝后,液相进入脱丙烯塔。脱丙烯塔也仅设提馏段,塔底物料含有环氧丙烷、一些与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质、甲醇和水等,不含丙烯及丙烷。来自脱丙烯塔塔底的物料先进入一台粗环氧丙烷塔,脱除其中大部分的甲醇和水后,得到的粗环氧丙烷再进入一台环氧丙烷脱轻塔,采用精馏的方法脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质后,进一步通过萃取精馏的方法可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10%-80%的甲醇、5%-40%的水、1%-25%的丙烯、0.1%-10%丙烷、5%-30%的环氧丙烷、余量未反应的过氧化氢、少量轻组分杂质和高沸点的副产物。反应产物首先进入一台只有提馏段的脱环氧丙烷塔,所述的脱环氧丙烷塔有10-50块理论板、优选15-45块理论板,反应产物由塔顶第一块理论塔板进料。

所述的脱环氧丙烷塔操作压力为0.01mpag-0.5mpag,优选0.05mpag-0.2mpag;无回流操作。优选脱环氧丙烷塔的设计条件如塔板数、塔径以及操作条件如温度、压力等,以便将反应产物中的环氧丙烷全部从塔顶排出,塔釜得到不含环氧丙烷的甲醇、未反应的过氧化氢、水和高沸点副产物。所述的塔顶产物中,包括反应生成的所有环氧丙烷、未反应的丙烯和丙烷等不凝气,以及不超过甲醇总量的40%,通常不超过30%,优选不超过25%的甲醇和少量的水。

本发明提供的方法中,优选地,反应产物被脱环氧丙烷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%-40%丙烯、0.1%-15%丙烷、0.01-1%轻组分杂质、5%-45%环氧丙烷、10%-40%甲醇和1-15%水。塔底物流含有20%-85%甲醇、10%-45%水、0.1%-1%过氧化氢和0.1%-5%高沸点副产物。

本发明提供的方法中,所述的脱环氧丙烷塔塔顶气相经过部分冷凝后,得到的液相进入脱丙烯塔,将其中的残存的少量丙烯、丙烷从液相中脱除,塔底得到不含丙烯、丙烷的物流。所述的脱丙烯塔有5-40块理论塔板,优选10-30块理论板。塔的压力为0.01mpag-0.5mpag,优选0.05mpag-0.2mpag。以重量百分含量计,由脱环氧丙烷塔塔顶脱除的丙烯量(塔顶冷凝器后气相中丙烯量)为反应产物中未反应丙烯量的90-99%,由脱丙烯塔塔顶脱除的丙烯量(塔顶冷凝器后气相中丙烯)为反应产物中未反应丙烯量的1-10%。

本发明提供的方法中,所述的脱丙烯塔塔底物流含有25重%-75重%的甲醇、20重%-60重%的环氧丙烷、0.5-8%的水和0.1-5%与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质如乙醛和甲酸甲酯等。

按照本发明提供的方法,所述的脱丙烯塔塔底物流需要进入一台粗环氧丙烷塔进行操作,脱除其中的大部分的甲醇和水,以便在塔顶得到浓度合适的粗环氧丙烷溶液,有利于下一步脱除其中的与环氧丙烷沸点相近的轻组分。在粗环氧丙烷塔塔底得到不含环氧丙烷的甲醇水溶液。所述的粗环氧丙烷塔有10-50块理论塔板,优选15-45块理论板;塔顶操作压力为0.01mpag-0.5mpag,优选0.05mpag-0.3mpg;回流比为0.1-10,优选0.5-5。优选粗环氧丙烷塔的操作条件,以便将环氧丙烷全部从塔顶排出,塔釜得到不含环氧丙烷的甲醇、水和少量杂质的物料。所述的粗环氧丙烷塔的塔顶产物中含有1重%-10重%的甲醇、90重%-98重%的环氧丙烷、0.001重%-1重%的水和0.1重%-5重%的与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质;塔底产物中含有80重%-95重%的甲醇、1重%-15重%的水和0.1-5重%的其它杂质。

从粗环氧丙烷塔塔顶得到的浓度合适的粗环氧丙烷溶液进入环氧丙烷脱轻塔,脱除其中与环氧丙烷沸点相近的轻组分。所述的脱轻塔有30-70块理论塔板,优选40-60块理论板;塔顶操作压力为0.01mpag-0.5mpag,优选0.05mpag-0.3mpg;塔顶温度30℃-45℃,塔底温度50℃-75℃;回流比为100-300,优选150-250。优选脱轻塔的操作条件,以便将绝大部分的轻组分如甲酸甲酯、乙醛等从塔顶排出,塔釜得到不含轻组分的粗环氧丙烷溶液。以质量分数计,从脱轻塔塔顶得到的物料占脱轻塔进料的0.5%-5%。塔顶物料中含有5重%-30重%的轻组分和70重%-85重%的环氧丙烷以及其它少量杂质。

本发明提供的方法中,所述的脱轻塔塔底物流含有80重%-98重%的环氧丙烷、0.001重%-1重%的水、2重%-20重%的其它杂质,可以采用现有已知的方式例如萃取精馏的方法进一步精制得到高纯度的环氧丙烷。优选地,脱轻塔塔底物流进入一台萃取精馏塔,在萃取精馏的条件下,萃取精馏塔塔顶得到纯度极高的环氧丙烷产品,塔底得到甲醇、少量杂质和萃取剂的混合物。

所述的萃取精馏塔有20-55块理论塔板,塔顶压力0.01-0.5mpag,优选0.05-0.3mpag,塔顶温度30℃-45℃,塔底温度70℃-110℃,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。为提高塔顶产品的环氧丙烷纯度,萃取精馏塔需要足够的理论板。优选萃取精馏塔有35-50块理论塔板。

所述的脱轻塔塔底产物和萃取剂从不同的位置分别加入萃取精馏塔中,优选地,所述的脱轻塔塔底产物由萃取精馏塔的中间段引入,更优选在自塔顶向下计第20-40块理论板处引入;所述的萃取剂优选在自塔顶向下计第5-20块理论板处加入到萃取精馏塔中。所述的萃取剂为脱盐水。通过优化萃取精馏塔的操作,塔底产物基本由甲醇、水及醚类、酮类等杂质组成而不含环氧丙烷,优选将所述的萃取精馏塔塔底产物、粗环氧丙烷塔塔底产物和脱环氧丙烷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,塔底为含有高沸点副产物及微量甲醇的废水。塔顶产物甲醇作为溶剂循环回直接环烷化反应器中,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。

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,能够确保反应产物中环氧丙烷不发生醚化等副反应,提高了环氧丙烷的收率。采用粗环氧丙烷塔结合环氧丙烷脱轻塔的工艺,脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分,不仅降低了采用碱精制和肼水精制的生产成本,还避免了产生有毒有害废水的环境问题。

下面结合附图进一步说明本发明提供的方法,以下仅为本发明的一种实施方式,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。

附图标记说明

1:脱环氧丙烷塔2:脱丙烯塔

3:粗环氧丙烷塔4:环氧丙烷脱轻塔

5:萃取精馏塔6:甲醇精馏塔

7:反应产物8:脱环氧丙烷塔塔顶气相产物

9:脱环氧丙烷塔塔顶冷凝器10:脱丙烯塔塔顶冷凝器

11:脱环氧丙烷塔底物料13:脱环氧丙烷塔塔顶液相产物

14:脱丙烯塔塔顶气相产物15:脱丙烯塔塔底产物

16:粗环氧丙烷17:粗环氧丙烷塔塔底物料

18:脱轻塔塔顶产物19:脱轻塔塔底物料

20:萃取剂21:精环氧丙烷

22:萃取精馏塔塔底物料23:甲醇水溶液

24:循环甲醇25:废水

附图为本发明提供的精制环氧丙烷方法的一种实施方式的流程示意图。在环氧化反应时使用钛硅分子筛催化剂,以甲醇作为溶剂进行丙烯的环氧化反应。来自环氧化反应器的反应产物经管线7首先从第一块塔板进入脱环氧丙烷塔1中被分离成含有丙烯、丙烷、环氧丙烷、轻组分、甲醇和少量水的塔顶物流,以及含有甲醇、水、高沸点副产物的塔底物流。脱环氧丙烷塔1的操作压力为0.07mpag,理论塔板数为35块,塔釜温度为79℃,塔顶无回流。

脱环氧丙烷塔塔顶物流经塔顶冷凝器9冷却后,气相产物8主要由丙烯组成,其中仍含有少量的环氧丙烷,因此在压缩冷凝并返回反应系统前需要脱除其中的少量环氧丙烷组分(流程图中未示出),而冷凝得到的液相产物13则从第一块塔板进入脱丙烯塔2。经过塔顶冷凝器10冷却后,从脱丙烯塔2的塔顶分离出含有少量环氧丙烷的丙烯、丙烷及不凝气的气相产物14,塔底则得到含环氧丙烷、轻组分杂质、甲醇和水的物料15。

为了有效脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质,物料15首先进入粗环氧丙烷塔3,脱除其中的大部分甲醇和水,由塔顶得到浓度合适的粗环氧丙烷溶液16,塔底得到不含环氧丙烷的甲醇水溶液17。粗环氧丙烷16进入环氧丙烷脱轻塔4,在合适的温度、压力及大回流比的操作条件下脱除与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质如乙醛和甲酸甲酯等。从脱轻塔4的塔顶排出含有轻组分杂质的物流18,塔底则为不含轻组分杂质的粗环氧丙烷19(环氧丙烷、甲醇和水等)。

不含轻组分杂质的粗环氧丙烷物料19进入萃取精馏塔5,采用脱盐水为萃取剂,在萃取精馏塔5中进行萃取精馏,萃取精馏塔操作压力为0.05mpag,理论塔板数为45块。萃取精馏塔5塔顶可得到纯度大于99.8%、通常大于99.9%的环氧丙烷产品21,塔底物流22主要是甲醇、水、醚类等杂质,与来自脱环氧丙烷塔1及脱丙烯塔3的塔底物料11及17一起送入甲醇精馏塔6中分离,在塔顶得到含有95%以上甲醇的塔顶产物24,作为溶剂返回到环氧化反应器中循环使用,塔底产物25则主要由水和高沸点杂质组成,送入污水处理装置进行处理。

前述说明了采用本发明精制环氧丙烷方法的一种实施方式,下面通过具体实施例说明本发明的方法,但其不限制本发明的范围。

对比例1

本对比例采用常用的化学方法分离精制环氧丙烷产品,具体工艺流程如下。

将由反应器而来的环氧化反应产物124048kg/h(其中甲醇63重%,水12重%,环氧丙烷14重%,丙烯9重%,甲酸甲酯200ppm,乙醛0.2重%,其它杂质约2重%)首先送入第一台精馏塔进行分离,该塔理论塔板数为45,回流比为1.0,塔顶压力为常压,塔釜温度为90℃,所述反应产物从第10块理论板处进料。塔釜出料量不含环氧丙烷和丙烯,质量流率86048kg/h,其中甲醇82.3重%,水15.9重%,乙醛0.16重%,其它杂质约1.64重%;塔顶出料经冷凝后,液相产物质量流率22318kg/h,其中甲醇32.7重%,丙烯1.7重%,环氧丙烷58.0重%,水5.2重%,甲酸甲酯460ppm,乙醛0.55重%,其它杂质约1.4重%。该股物料送入丙烯汽提塔进一步脱除其中的丙烯,经过丙烯汽提塔处理后,塔底得到不含丙烯的液相产物,质量流率为21669kg/h,其中甲醇33.6重%,环氧丙烷58.4重%,水5.4重%,甲酸甲酯466ppm,乙醛0.55重%,其它杂质约2.0重%。

丙烯汽提塔塔底物流中含有的与环氧丙烷沸点相近的轻组分如甲酸甲酯和乙醛等轻组分杂质不能通过萃取精馏的方式脱除。根据文献及其它专利披露的方法,可以通过碱处理脱除其中的甲酸甲酯,并通过注入肼水溶液脱除其中的乙醛等杂质。按照这些文献中的方法并经过模拟计算,脱除丙烯汽提塔塔底物料中的甲酸甲酯需要注入浓度为4重%的naoh溶液约250kg/h,浓度为5%的肼水溶液约3000kg/h。这些化学物质不仅会加剧精制过程中环氧丙烷的醚化程度、减少环氧丙烷的收率,而且剧毒的肼水溶液一旦泄露,还会造成严重的环境危害。

实施例1

采用图1所示的工艺,将来自反应单元的环氧化反应产物124048kg/h(其中甲醇63重%,水12重%,环氧丙烷14重%,丙烯9重%,甲酸甲酯200ppm,乙醛0.2重%,其它杂质约2重%)首先送入脱环氧丙烷塔进行分离。脱环氧丙烷塔理论塔板数为35,无回流操作,塔顶压力为0.07mpag,塔釜温度为85℃,所述反应产物从第1块理论板处进料。塔釜出料量不含环氧丙烷和丙烯,质量流率76048kg/h,其中甲醇80重%,水18重%,乙醛0.18重%,其它杂质约2重%;塔顶出料经冷凝后,液相产物质量流率32318kg/h,其中甲醇53.5重%,丙烯1.2重%,环氧丙烷40重%,水3.6重%,甲酸甲酯320ppm,乙醛0.38重%,其它杂质约1.3重%。该股物料送入脱丙烯塔进一步脱除其中的丙烯。

脱丙烯塔理论塔板数为25,无回流操作,塔顶压力为0.05mpag,塔釜温度为72℃,所述反应产物从第1块理论板处进料。经过脱丙烯塔处理后,塔底得到不含丙烯的液相产物,质量流率为31569kg/h,其中甲醇54.6重%,环氧丙烷40.1重%,水3.7重%,甲酸甲酯320ppm,乙醛0.38重%,其它杂质约1.2重%。

为脱除物料中与环氧丙烷沸点相近的轻组分,来自脱丙烯塔塔底的物料需首先进入一台粗环氧丙烷塔,脱除其中的大部分甲醇和水。粗环氧丙烷塔塔顶压力为0.05mpag,塔釜温度为83℃,理论塔板数35,所述脱丙烯塔塔底的物料从第15块理论板处进料。经过粗环氧丙烷塔处理,塔底得到液相产物的质量流率为18229kg/h,其中甲醇91.9重%,水6.4重%,乙醛487ppm,其它杂质约1.7重%;塔顶得到的粗环氧丙烷质量流率为13340kg/h,其中甲醇3.5重%,环氧丙烷95重%,甲醇3.5重%,甲酸甲酯750ppm,乙醛0.243重%,丙酮1.18重%。

将粗环氧丙烷送入脱轻塔进行处理。环氧丙烷脱轻塔塔顶压力为0.05mpag,塔釜温度为55℃,理论塔板数58,所述粗环氧丙烷从第18块理论板处进料。脱轻塔回流比为200。经过环氧丙烷脱轻塔处理,塔底得到不含轻组分的液相产物,质量流率为13140kg/h,其中甲醇3.55重%,环氧丙烷95.22重%,丙酮1.2重%,其它杂质约0.03重%;甲酸甲酯和乙醛等与环氧丙烷沸点相近的轻组分杂质富集在塔顶物料中,其质量流率为200kg/h,其中环氧丙烷79重%,甲酸甲酯5重%,乙醛16重%。

脱除轻组分后的脱轻塔塔底物料进入萃取精馏塔进行萃取精馏,萃取剂为脱盐水,质量流率2000kg/h。萃取精馏塔理论塔板数为45块,操作压力为0.,5mpag,塔釜温度为103℃。所述脱轻后的粗环氧丙烷从第32块理论板处进料,萃取剂从第22块理论板处进料。萃取精馏塔塔顶得到纯度为99.95%的环氧丙烷产品12672kg/h。塔底产物由主要由水和高沸点杂质组成,质量流率2468kg/h,进入污水处理装置进行处理。

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