一种环氧丙烷精制系统及其方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种环氧丙烷精制系统及其方法。
【背景技术】
[0002]环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇、聚氨酯、可降解塑料、异丙醇胺等。也是第四代非离子表面活性剂、破乳剂、增塑剂、阻燃剂、润滑剂、农药乳化剂等的主要原料。广泛应用于表面活性剂、食品、烟草、医药及化妆品等行业，是精细化工重要原料，未来市场广阔。
[0003]目前国内环氧丙烷工业化生产路线主要有氯醇法、异丁烷共氧化法、乙苯共氧化、双氧水法。我国目前氯醇法所占比重高，氯醇法含盐有机污水排放量40?50吨/吨产品，在消耗大量水资源的同时，对环境影响较大且企业污水处理压力大、成本高。异丁烷共氧化法需要第二原料异丁烷及副产大量叔丁醇，乙苯共氧化需要乙苯并副产苯乙烯，上述两项共氧化法所需原料和副产对于国内原料资源、副产品市场有限的企业是一个难以解决的难题。没有副产的HPPO双氧水法率先在吉林建设一套30万吨装置，虽然没有共氧化法那么多副产，但需配套25万吨的75%浓度双氧水装置，生产成本较高，使国内投资方望而却步。不论乙苯共氧化法、异丁烷共氧化法还是双氧水法，工艺技术均掌握在国外手中，环氧丙烷行业整体要付出巨大代价大面积推广并最终替代氯醇法，这并不是国家希望看到的行业产品升级换代模式，因此走创新、自主技术研发道路是破解氯醇法环氧丙烷污染大、能耗高的重要途径。
[0004]过氧化氢异丙苯法生产环氧丙烷工艺路线主要由四个单元组成:I)异丙苯氧化单元;2)过氧化氢异丙苯环化单元;3) 二甲基苄醇脱水加氢单元;4)环氧丙烷精制单元。由过氧化氢异丙苯环化单元得到的粗产物环氧丙烷物料，除环氧丙烷外还含有异丙苯、二甲基苄醇、苯乙酮、苯酚、丙酮、水、甲醇、丙二醇、甲醛、甲酸甲酯、甲酸等杂质，由于多组分共沸，单组份与环氧丙烷相对挥发度比值接近I，采用常规精馏技术不能获得高纯度环氧丙烷，因此，先进的精制工艺是获得高端环氧丙烷产品的重要环节。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种产品纯度高、消耗低、投资省的环氧丙烷精制系统及其方法。
[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种环氧丙烷精制系统，包括萃取塔、萃取剂回收塔和环氧丙烷精馏塔，所述萃取塔的中部设置有环氧丙烷粗品进口，所述萃取塔的顶部设置有萃取剂进口，所述萃取塔的塔底物料出口与所述萃取剂回收塔的中部物料进口相连通，所述萃取剂回收塔的塔顶物料出口通过管道与所述环氧丙烷精馏塔的中部物料进口相连通，所述环氧丙烷精馏塔的塔顶设置有高纯度环氧丙烷物料出口。
[0007]进一步，所述萃取塔配有冷凝器和第一分层器，所述萃取塔的塔顶通过冷凝器与第一分层器连通，所述第一分层器的高密度有机相出口通过管道与所述萃取塔的萃取剂进口相连通，所述第一分层器的低密度有机相出口排出轻组分。
[0008]进一步，所述萃取剂回收塔配有第二分层器，所述萃取剂回收塔的塔底与第二分层器连通，所述第二分层器的低密度有机相出口与所述萃取塔的萃取剂进口连通，所述第二分层器的高密度有机相出口排出重组分。
[0009]进一步，所述环氧丙烷精馏塔的高纯度环氧丙烷物料出口通过回流罐和精馏塔回流栗与所述环氧丙烷精馏塔的上部回流口相连通。
[0010]一种环氧丙烷精制方法，包括以下步骤:
(1)萃取分离
环氧丙烷粗品送入萃取塔中部与来自萃取塔顶部的萃取剂接触进行萃取蒸馏；
(2)萃取剂回收
萃取塔的塔底物料送入萃取剂回收塔中部，将萃取剂与环氧丙烷分离；
(3)环氧丙烷精馏
萃取剂回收塔的塔顶物料送入环氧丙烷精馏塔中部，塔顶得到的高纯度环氧丙烷。
[0011]进一步，所述萃取剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、苯、C5?C9烷烃或丙酮。
[0012]进一步，萃取塔的塔顶气相物料经冷凝后，进入第一分层器进行分层，分层后的高密度有机相送回至萃取塔顶部，低密度有机相作为轻组分排出。
[0013]进一步，萃取剂回收塔的塔底物料进入第二分层器进行分层，分层后的低密度有机相送至萃取塔顶部，高密度有机相作为重组分排出。
[0014]进一步，萃取塔中环氧丙烷粗品与萃取剂按质量比为1:2.7进料。
[0015]更进一步，所述萃取剂为正己烷；
所述萃取塔的塔顶操作温度控制为98°C，塔底操作温度控制为120°C，塔内回流比控制为1:1.3;
所述萃取剂回收塔的塔顶操作温度控制为89°C，塔底操作温度控制为132°C，塔内回流比控制为1:2.05;
所述环氧丙烷精馏塔的塔顶操作温度控制为119°C，塔底操作温度控制为131°C，塔内回流比控制为I: 1.1，塔顶得到纯度I 99.97wt%的环氧丙烷。
[0016]本发明优点在于:
(I)萃取塔既有萃取分离作用，又具有脱轻塔功能，萃取蒸馏合二为一。
[0017](2)萃取塔塔顶设第一分层器
萃取塔顶部气相冷凝器后设置第一分层器，将冷凝下来的混合物根据密度差以及互不相容的特性分层，将低密度有机相与高密度有机相分层，低密度有机项轻组分送出系统，高密度有机相萃取剂返回萃取塔，提高了分离效率，减轻了萃取塔的负荷。萃取塔塔顶设第一分层器同时具备回流罐的功能；
(3 )萃取剂回收塔塔底设第二分层器
萃取剂回收塔塔底设置第二分层器，将回收塔塔底混合物根据萃取剂与重组分密度差分层，将萃取剂与重组分分层，重组分送出系统，萃取剂循环回前面萃取塔，提高了分离效率，减轻了回收塔的负荷，有效解决了萃取剂循环使用出现污染的问题；
(5)萃取剂选择范围宽广结合环氧丙烷与异丙苯、二甲基苄醇、苯乙酮、苯酚、丙酮、水、甲醇、丙二醇、甲醛、甲酸甲酯、甲酸等杂质的互溶性，二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷、苯、C5?C9烷烃、丙酮等均可作为萃取剂。
[0018](6)环氧丙烷纯度高，投资省
相对于国际现有专利技术，本发明在萃取塔和回收塔分别设置两台分层器，降低了精馏塔回流比，减轻了精馏塔气相、液相负荷，降低了精馏系统能耗，环氧丙烷纯度达到99.97%，高于现有工艺技术。
[0019]综上所述，本发明环氧丙烷精制工艺技术特点:能耗低、投资低、环氧丙烷产品纯度高，具备推广使用性。
【附图说明】
[0020]图1为本发明环氧丙烷精制系统示意图，其中，1-萃取塔，2-萃取剂回收塔，3-环氧丙烷精馏塔，10-萃取塔再沸器，11-萃取塔冷凝器，12-第一分层器，13-萃取塔回流罐，14-萃取塔回流栗，15-萃取剂回收栗，16-轻组分栗，20-回收塔进料栗，21-回收塔冷凝器，22-回收塔回流罐，23-回收塔回流栗，24-回收塔再沸器，25-第二分层器，26-回收塔重组分栗，30-精馏塔冷凝器，31-精馏塔回流罐，32-精馏塔回流栗，33-精馏塔再沸器，34-重组分栗。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022]实施例一
一种环氧丙烷精制系统，如图1所示，包括萃取塔1、萃取剂回收塔2和环氧丙烷精馏塔3，萃取塔I的中部设置有环氧丙烷粗品原料进口，萃取塔I的顶部设置有萃取剂进口，萃取塔I的塔底物料出口通过回收塔进料栗20与萃取剂回收塔2的中部物料进口相连通，萃取剂回收塔2的塔顶物料出口通过管道与环氧丙烷精馏塔3的中部物料进口相连通，环氧丙烷精馏塔3的塔顶设置有高纯度环氧丙烷物料出口。
[0023]在此具体实施例中，萃取塔还配有萃取塔冷凝器11和第一分层器12，萃取塔I的塔顶通过冷凝器11与第一分层器12连通，第一分层器12的高密度有机相(主要为萃取剂)出口通过管道与萃取塔I的萃取剂进口相连通，