用萃取蒸馏塔分离氧化烯的方法
【专利摘要】本发明涉及对粗氧化丙烯流，例如来自PO/TBA过程的中间流，分离氧化丙烯的方法。可使粗氧化丙烯流通过萃取蒸馏塔。蒸馏塔使用C8-C20链烷烃作为萃取溶剂，带有塔顶馏出物水洗鼓，在大于25-50psig的压力和/或70-150℃的温度下操作。粗氧化丙烯流包括基于粗氧化丙烯流总组成的0.001-0.1%重量甲醇。所述系统、方法和设备可产生比现有技术具有更少甲醛和乙醛的氧化丙烯流。
【专利说明】用萃取蒸馏塔分离氧化烯的方法发明领域
[0001]本发明涉及纯化和回收氧化丙烯的方法，所述氧化丙烯由丙烯被氢过氧化物环氧化形成，所述氢过氧化物衍生自异丁烷、乙基苯或异丙基苯的氧化。具体地讲，本方法改进从氧化丙烯分离轻质醛，例如甲醛和乙醛。
[0002]发明背景
每年生产约145亿磅氧化丙烯。氧化丙烯有很多用途。为了制造聚氨酯塑料，全部氧化丙烯的60-70%转化成聚醚多元醇。通过由热反应或由酸或碱催化来加速的方法，约20% 氧化丙烯水解成丙二醇。其它主产物为聚丙二醇、丙二醇醚和碳酸丙烯。为了制备这些最终产物，需要不含杂质的氧化丙烯。
[0003]制备包括氧化丙烯的氧化烯的方法包括其相应烯烃的氢氯化和环氧化。在环氧化方法中使用的氧化剂由叔烃或仲烃被分子氧直接氧化而衍生；因此，它们包含含氧杂质和前体。在烯烃环氧化步骤中还产生另外的含氧杂质。粗氧化烯，例如氧化丙烯，特别是产生自用烃氧化剂环氧化的那些，包含显著量难以从氧化烯分离的含氧杂质。这些杂质一般包括水、酸、醇、醛、酮和酯。需要继续改进使氧化丙烯与生产氧化丙烯的不同方法的流出物流的这些杂质成分分离的系统和方法。
[0004]美国专利3，338，800教导用链烷烃或链烷烃石脑油溶剂萃取蒸馏具有3至18个碳原子的氧化烯。更具体地讲，该专利提出用具有高于所述杂质沸点至少35°C的沸点的无环链烷烃作为溶剂，通过萃取蒸馏可分离在氧化烯5°C内沸腾的含氧杂质。由该专利解决的问题是，通过在液相中用分子氧直接氧化烯属不饱和化合物而产生的环氧化物部分包含含氧杂质，由于它们的沸点类似于期望的环氧化物产物，所以这些杂质不能通过常规蒸馏技术分离。
[0005]美国专利3，881，996教导分馏步骤的次序对得到的氧化丙烯的最终杂质具有主要影响，特别是对于醛含量。当去除乙醛和更低沸点物质处于将氧化丙烯与丙醛和更高沸点物质分离的步骤之前时，得到改进相当大的结果。这种结果非常不寻常，并且不与分馏设备的惯常可计算性能一致。该发明人相信，在蒸馏 期间可能发生化学反应，反应干扰正常传质步骤，从而产生反常的结果。然而，未提供科学的论证。
[0006]美国专利号3，464，897和3，843，488教导使用8_20个碳原子的烃溶剂能够在萃取蒸馏中从氧化丙烯有效地去除C5-C7杂质。美国专利号3，607，669教导了一种方法，通过在包含8至12个碳原子的无环或环状烷烃存在下，经由在升高的压力下破坏水-氧化丙烯共沸物来蒸馏混合物，用于使氧化丙烯与水分离。有很多其它美国专利将不同溶剂引入用于氧化丙烯纯化的萃取蒸馏操作中，例如4，140，588,5, 000，825,5, 006，206,5, 116，466、 5，116，467、5，139，622、5，145，561,5, 145，563、5，154，803、5，154，804、5，160，587、 5，340，446,5, 620，568,5, 958，192 和 6，559，248。美国专利号 2，550，847,2, 622，060、 3，350，417,3, 477，919,4, 691，034,4, 691，035,5, 106，458 和 5，107，002 教导如何使甲酸甲酯与氧化丙烯分离。虽然这些专利教导去除选择的氧化丙烯杂质，但都没有解决醛的去除， 特别是甲醛和乙醛。[0007]美国专利号6，024，840用甲醇作为萃取溶剂从丙烯去除乙醛。然而，溶剂甲醇本身变成接近沸腾的氧化丙烯污染物。美国专利号7，705，167教导使用水洗氧化丙烯，随后使含水相与烃萃取溶剂接触，随后蒸馏。这些教导对现有设备的改进不实用。由于难以回收包含低于50ppm总醛且不含甲醛的氧化丙烯，特别是对于从氢过氧化叔丁基方法产生的氧化丙烯，本发明的目的是提供以低醛高纯状态回收氧化丙烯而不大量损失氧化丙烯的适用于现有设备的方法。
[0008]发明概述
一个实施方案涉及用于从粗氧化丙烯流分离氧化丙烯的系统、方法和设备。
[0009]可使粗氧化丙烯流(例如，来自Ρ0/ΤΒΑ过程的中间流)通过萃取溶剂轻组分蒸馏塔。粗氧化丙烯流包含各种杂质，如甲醛、乙醛、甲酸甲酯、甲醇和水。通过在较高温度和压力下操作溶剂轻组分塔，实现醛杂质较好地排到溶剂轻组分塔塔顶。通过减小粗氧化丙烯(PO)进料中的甲醇浓度，也实现醛杂质较好地排到溶剂轻组分塔。随后的水洗从溶剂轻组分塔的塔顶物去除含氧杂质，特别是甲醇。
[0010]附图简述
参考以下说明和所附权利要求及附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中:
图1为根据一个实施方案的氧化丙烯分离系统的示意方块图；
图2为根据一个实施方案在中试设备中使用的包括溶剂轻组分塔的示意图。
[0011]图3为根据一个实施方案在中试设备中使用的溶剂汽提塔的示意图。
[0012]应了解，不同的实施方案不限于图中所示布置和手段。
[0013]发明实施方案的详述
通过参考本发明的优选实施方案的以下详述和其中包括的实施例，可更容易地理解本发明。
[0014]现在描述制备氧化丙烯(PO)的方法，氧化丙烯(PO)也称为环氧丙烷、环氧丙烯、1，2-氧化丙烯、甲基环氧乙烷、1，2-环氧丙烷、氧化丙烯、甲基氧化乙烯、氧化甲基乙烯。首先，如式I中所示，异丁烷(IB)，也称为2-甲基丙烷，可与氧反应生成氢过氧化叔丁基(TBHP)，也称为2-甲基丙烷-2-过氧醇。
【权利要求】
1.一种从粗氧化丙烯流分离氧化丙烯的方法，所述方法包括使所述粗氧化丙烯流通过萃取蒸懼塔，其中所述蒸懼塔在大于25-50psig的压力操作。
2.权利要求2的方法，其中所述萃取蒸馏塔用C8-C20链烷烃作为萃取溶剂。
3.权利要求1的方法，其中所述蒸馏塔塔顶包括水洗鼓。
4.权利要求3的方法，其中一部分塔顶馏出物与水和链烷烃溶剂在静态混合器中混合，以形成混合物，并且其中将所述混合物进料到水洗鼓。
5.权利要求4的方法，其中所述水洗鼓允许所述混合物的微滴聚结并分离成顶部有机相和底部含水相，其中所述顶部有机相作为回流的部分进料到所述萃取蒸馏塔塔顶，其中去除所述底部含水相用于进一步处理。
6.权利要求1的方法，其中所述萃取蒸馏塔在大于25-35psig的压力下操作。
7.权利要求1的方法，其中所述萃取蒸馏塔在约30psig的压力下操作。
8.权利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流总组成的0.0Ol至0.5%重量甲醇。
9.权利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流总组成的约0.0032%重量甲醇。
10.权利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流为来自PO/TBA过程的中间流。
11.权利要求1的方法，其中所述方法产生包含小于50ppm甲醛的流。
12.权利要求1的方法，其中所述方法产生包含小于30ppm乙醛的流。
13.权利要求1的方法，其中所述方法产生包含小于5ppm甲醛的流。
14.权利要求1的方法，其中所述方法产生包含小于4.8ppm乙醛的流。
15.权利要求1的方法，其中包括再沸器的所述萃取蒸馏塔在70-150°C的温度下操作。
16.一种从粗氧化丙烯流分离氧化丙烯的方法，所述方法包括使所述粗氧化丙烯流通过萃取蒸馏塔，其中所述蒸馏塔在70-150°C的温度下操作。
17.权利要求16的方法，其中所述蒸馏塔在80-120°C的温度下操作。
18.权利要求16的方法，其中所述蒸馏塔在约115°C的温度下操作。
19.权利要求16的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流总组成的0.001至0.1%重量甲醇。
20.权利要求16的方法，其中所述粗氧化丙烯流为来自PO/TBA过程的流出物流。
21.权利要求16的方法，其中所述方法产生包含小于25.4ppm甲醛的流。
22.权利要求16的方法，其中所述方法产生包含小于6.4ppm乙醛的流。
23.权利要求16的方法，其中所述方法产生包含小于7.8ppm甲醛的流。
24.权利要求16的方法，其中所述方法产生包含小于4.8ppm乙醛的流。
【文档编号】C07D303/04GK103562192SQ201280027548
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2011年6月7日
【发明者】李向民, D.W.利雄, 张锑 申请人:莱昂德尔化学技术公司