一种CHPPO装置异丙苯原料脱酸的方法和系统与流程

本发明涉及环氧丙烷技术领域，尤其是涉及一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法和系统，具体指的是采用混合器和旋液器以及聚集器组合脱除chppo装置异丙苯原料中有机酸杂质。

背景技术：

环氧丙烷是一种重要的基本有机化工原料，也是丙烯的三大衍生物之一。其应用领域遍布汽车、建筑节能、冰箱冷柜、弹性体、胶黏剂和涂料等基础产业及人们日常生活的各个方面。chppo法制备环氧丙烷工艺技术路线是以丙烯为原料，采用过氧化氢异丙苯作为氧化剂将丙烯经环氧化反应生成环氧丙烷产品。其主要步骤包括：异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯，过氧化氢异丙苯使丙烯发生环氧化反应生成环氧丙烷和二甲基苄醇环氧化反应产物；环氧化反应产物经过分离、提纯、精制后产出优质环氧丙烷产品；二甲基苄醇氢解生成异丙苯再氧化为过氧化氢异丙苯而循环使用。该工艺技术与现有已经成熟的工业化环氧丙烷生产技术，如：氯醇法、苯乙烯共氧化法、直接氧化法等几种典型生产技术相比具有许多优势，如：工艺过程简单，技术指标先进，物耗能耗低，产品收率高，几乎无副产物，三废排放少以及绿色环保无公害等等，是目前世界上制备环氧丙烷绿色化工和清洁生产最主要的路线之一。在chppo法生产环氧丙烷过程中，为了保证异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯的反应能够更加迅速高效，需要将异丙苯原料中的有机酸杂质脱除至50mg/kg以下。

现有技术中的发明专利申请号为cn201910850055.4一种异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物的方法，所述方法包括以下步骤：在α-甲基苯乙烯二聚体的存在下，异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物。作为优选的方案，所述方法还可以在副产物抑制剂的存在下进行。当反应液中含有一定量的α-甲基苯乙烯二聚体时，异丙苯的转化率得到了提升，当同时加入α-甲基苯乙烯二聚体和副产物抑制剂后，可以在增加异丙苯转化率的同时有效降低甲基苯基酮的选择性。发明专利申请号为cn201821614002.x旋液分离器，涉及旋液分离器本体，分离器本体的底端设有底流管，分离器本体的下方设置有储存罐，储存罐的内部开设有空腔，底流管的底端与空腔相连通，储存罐的顶端安装有管接头，空腔的顶壁上安装有过滤装置，过滤装置包括顶板、凸台、底板、滤网、滤芯，储存罐的侧壁上设有排料阀门，储存罐的一侧设置有储液盒，储存罐与储液盒通过水管相连接，该旋液分离器在对淀粉浆液进行分离时，夹杂有固体颗粒的浆液在离心力的作用下沿底流管进入储存罐内，并在过滤装置的过滤后流入储存盒中，被过滤的浆液则可再次进行利用，避免了淀粉浆液的浪费。发明专利申请号为cn201110445155.2一种自尾气中回收乙烯气的方法及其水碱洗塔，公开了一种自尾气中回收乙烯气的方法，是来自缓冲槽(1)的尾气由气体进口(14)进入下段，与水完成交换吸收后经旁路气管(8)进入中段，在该段与浓度1-3％碱液完成交换吸收后经旁路气管(9)进入上段，与水再次交换吸收，净化后自气体出口(15)送气柜(7)；来自水循环槽(3)的水首先由水进口(16)进入上段，完成交换吸收后经旁路水管(10)进入下段，完成交换吸收后自水出口(17)返回水循环槽(3)；来自碱液循环槽(5)的浓度1-3％碱液自碱液进口(18)进入中段，完成交换吸收后自碱液出口(19)返回碱液循环槽(5)；本方法可将乙烯气含量自89.5％提高到96.43％，vac的含量由9.49％下降到2.57％。

现有技术中的发明专利申请号为cn201910850055.4一种异丙苯氧化制备异丙苯氢过氧化物的方法，仅仅公开了制造过氧化氢异丙苯的技术方案，没有涉及脱除chppo装置异丙苯原料中有机酸杂质的技术方法。发明专利申请号为cn201821614002.x旋液分离器，仅仅公开了单台设备的运行功能，没有涉及连接整体工艺流程以脱除chppo装置异丙苯原料中有机酸杂质的技术步骤。发明专利申请号为cn201110445155.2一种自尾气中回收乙烯气的方法及其水碱洗塔，仅仅公开了采用设备工程投资大、操作运行费用高的碱洗塔/水洗塔处理乙烯气的技术手段。因此现有技术在chppo装置处理异丙苯原料过程中，存在工艺流程不完善、技术水平不先进、设备工程投资大、操作运行费用高的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法和系统，以此进一步完善工艺流程、提高技术水平、降低设备工程投资、减少操作运行费用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面是提供一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法，在公称能力为5-80万吨/年大规模商业化chppo工业生产装置中，包括以下工艺流程：

a.来自界外的含酸异丙苯与返回水相合并进入第一混合器，经油相增压泵增压后的分离器油相也进入第一混合器，经过油水混合后，流出的一混出料进入旋液分离器，经过旋液分离后，流出的旋液器油相与来自界外的新鲜碱液合并进入第二混合器，循环水相也进入第二混合器，经过油水混合后，流出的二混出料进入聚集分离器，经过聚集分离后，流出的聚集器油相作为净化异丙苯送出界外；

b.旋液分离器流出的旋液器水相进入油水分离器，经过油水分离后，流出的分离器油相经油相增压泵增压后进入第一混合器，油水分离器流出的分离器水相作为废碱液送出界外；

c.聚集分离器流出的聚集器水相经水相增压泵增压后，一部分作为返回水相进入第一混合器，另一部分作为循环水相进入第二混合器。

进一步地，上述来自界外的含酸异丙苯中乙苯≤0.60wt％，丙苯≤0.30wt％，丁苯≤0.10wt％，有机酸杂质含量100-5000mg/kg。

进一步优选地，上述来自界外含有机酸杂质的异丙苯原料中乙苯≤0.10wt％，丙苯≤0.05wt％，丁苯≤0.03wt％，有机酸杂质含量200-2000mg/kg。

更优地，上述来自界外的含酸异丙苯中乙苯≤0.01wt％，丙苯≤0.01wt％，丁苯≤0.01wt％，有机酸杂质含量500-1000mg/kg。

进一步地，第一混合器操作压力0.57-1.17mpaa，操作温度25-85℃；旋液分离器操作压力0.50-1.10mpaa，操作温度25-85℃，旋液器水相允许含2.0-8.0wt％油相；油水分离器操作压力0.47-1.07mpaa，操作温度25-85℃，分离器油相允许含2.0-8.0wt％水相；第二混合器操作压力0.45-1.05mpaa，操作温度25-85℃；聚集分离器操作压力0.38-0.98mpaa，操作温度25-85℃，聚集器水相允许含2.0-8.0wt％油相。

进一步优选地，第一混合器操作压力0.67-1.07mpaa，操作温度35-75℃；旋液分离器操作压力0.60-1.00mpaa，操作温度35-75℃，旋液器水相允许含3.0-7.0wt％油相；油水分离器操作压力0.57-0.97mpaa，操作温度35-75℃，分离器油相允许含3.0-7.0wt％水相；第二混合器操作压力0.55-0.95mpaa，操作温度35-75℃；聚集分离器操作压力0.48-0.88mpaa，操作温度35-75℃，聚集器水相允许含3.0-7.0wt％油相。

更优地，第一混合器操作压力0.77-0.97mpaa，操作温度45-65℃；旋液分离器操作压力0.70-0.90mpaa，操作温度45-65℃，旋液器水相允许含4.0-6.0wt％油相；油水分离器操作压力0.67-0.87mpaa，操作温度45-65℃，分离器油相允许含4.0-6.0wt％水相；第二混合器操作压力0.65-0.85mpaa，操作温度45-65℃；聚集分离器操作压力0.58-0.78mpaa，操作温度45-65℃，聚集器水相允许含4.0-6.0wt％油相。

本发明的第二方面是提供一种基于上述方法的chppo装置异丙苯原料脱酸的系统，包括：

第一混合器，含酸异丙苯与分离器油相和返回水相在第一混合器内液滴分散、液液接触、油水合并、充分混合，含酸异丙苯中的有机酸杂质与返回水相中的液碱发生中和反应而脱除；

旋液分离器，通过管道与第一混合器连接，利用旋液分离器旋液过程中所产生的离心力将密度存在差异的油相与水相进行聚集并分离，旋液器油相不允许含水相，旋液器水相允许含少量油相；

油水分离器，通过管道与旋液分离器连接，将含少量油相的旋液器水相进行油水分离，分离器油相允许含少量水相并增压后返回第一混合器，分离器水相不允许含油相并作为废碱液送出界外；

第二混合器，通过管道与旋液分离器连接，尚未完全脱除有机酸杂质的旋液器油相与新鲜碱液和循环水相在第二混合器内液滴分散、液液接触、油水合并、充分混合，旋液器油相中尚未完全脱除的有机酸杂质与新鲜碱液和循环水相中的液碱发生中和反应而脱除；

聚集分离器，通过管道与第二混合器连接，从第二混合器流出的二混出料进入含三层特殊材料的聚集分离器内，利用亲油疏水材料的特性将微小油滴颗粒进行聚集形成连续的油相，同时利用疏油亲水材料的特性将微小水滴颗粒进行聚集形成连续的水相，从而实现油水分层分离；聚集器油相不允许含水相，聚集器水相允许含少量油相。

进一步地，聚集分离器内的三层特殊材料依次由亲油疏水材料、疏油亲水材料、亲油疏水材料组成，其中亲油疏水材料为玻璃纤维、pet中空纤维、pp中空纤维、吸油棉纤维中的一种材料；疏油亲水材料为改性纤维、复合纤维、tio2纳米纤维、脱脂棉纤维中的一种材料。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明涉及一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法和系统，对于公称能力为5-80万吨/年大规模商业化chppo工业生产装置来说，采用“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程代替现有技术的碱洗塔工艺流程，并设定旋液分离器、油水分离器、聚集分离器出料中的水相、油相、水相允许含2.0-8.0wt％另一油相、水相、油相，将来自界外含100-5000mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，得到有机酸杂质含量≤50mg/kg的净化异丙苯，有机酸的一级脱除率49.10-94.71wt％，二级脱除率4.29-10.80wt％，合计脱除率59.90-99.00wt％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

其中，a-第一混合器，b-油相增压泵，c-旋液分离器，d-油水分离器，e-第二混合器，f-聚集分离器，g-水相增压泵，11-含酸异丙苯，12-一混出料，13-旋液器油相，14-分离器油相，15-二混出料，16-净化异丙苯，21-废碱液，22-旋液器水相，23-返回水相，24-循环水相，25-聚集器水相，26-新鲜碱液；

本发明的工艺流程描述如下：

来自界外的含酸异丙苯11与返回水相23合并进入第一混合器a，经油相增压泵b增压后的分离器油相14也进入第一混合器a，经过油水混合后，流出的一混出料12进入旋液分离器c，经过旋液分离后，流出的旋液器油相13与来自界外的新鲜碱液26合并进入第二混合器e，循环水相24也进入第二混合器e，经过油水混合后，流出的二混出料15进入聚集分离器f，经过聚集分离后，流出的聚集器油相作为净化异丙苯16送出界外。旋液分离器c流出的旋液器水相22进入油水分离器d，经过油水分离后，流出的分离器油相14经油相增压泵b增压后进入第一混合器a，油水分离器d流出的分离器水相作为废碱液21送出界外。聚集分离器f流出的聚集器水相25经水相增压泵g增压后，一部分作为返回水相23进入第一混合器a，另一部分作为循环水相24进入第二混合器e。

具体实施方式

本发明提供了一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法和系统。下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

【实施例1】

如图1所示，本实施例提供一种chppo装置异丙苯原料脱酸的方法，具体包括以下工艺流程：来自界外的含酸异丙苯11与返回水相23合并进入第一混合器a，经油相增压泵b增压后的分离器油相14也进入第一混合器a，经过油水混合后，流出的一混出料12进入旋液分离器c，经过旋液分离后，流出的旋液器油相13与来自界外的新鲜碱液26合并进入第二混合器e，循环水相24也进入第二混合器e，经过油水混合后，流出的二混出料15进入聚集分离器f，经过聚集分离后，流出的聚集器油相作为净化异丙苯16送出界外。旋液分离器c流出的旋液器水相22进入油水分离器d，经过油水分离后，流出的分离器油相14经油相增压泵b增压后进入第一混合器a，油水分离器d流出的分离器水相作为废碱液21送出界外。聚集分离器f流出的聚集器水相25经水相增压泵g增压后，一部分作为返回水相23进入第一混合器a，另一部分作为循环水相24进入第二混合器e。

本实施例chppo装置公称能力为5万吨/年的商业化工业生产装置，工艺参数如下：第一混合器操作压力0.81mpaa，操作温度48℃；旋液分离器操作压力0.74mpaa，操作温度48℃，旋液器水相含3.8wt％油相；油水分离器操作压力0.71mpaa，操作温度48℃，分离器油相含4.0wt％水相；第二混合器操作压力0.69mpaa，操作温度48℃；聚集分离器操作压力0.62mpaa，操作温度48℃，聚集器水相含4.2wt％油相，聚集器亲油疏水材料为pp中空纤维，聚集器疏油亲水材料为tio2纳米纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含100mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率49.10wt％，二级脱除率10.80wt％，合计脱除率59.90wt％，得到有机酸杂质含量40.1mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

【实施例2】

同【实施例1】，工艺参数不变，仅仅chppo装置公称能力改为10万吨/年的商业化工业生产装置，聚集器亲油疏水材料为吸油棉纤维，聚集器疏油亲水材料为脱脂棉纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含800mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率84.85wt％，二级脱除率9.91wt％，合计脱除率94.76wt％，得到有机酸杂质含量41.9mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

【实施例3】

同【实施例1】，工艺参数不变，仅仅chppo装置公称能力改为20万吨/年的商业化工业生产装置，聚集器亲油疏水材料为玻璃纤维，聚集器疏油亲水材料为改性纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含3800mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率94.42wt％，二级脱除率4.38wt％，合计脱除率98.80wt％，得到有机酸杂质含量45.5mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

【实施例4】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为40万吨/年的商业化工业生产装置，工艺参数修改如下：主要设备中的第一混合器操作压力0.57mpaa，操作温度25℃；旋液分离器操作压力0.50mpaa，操作温度25℃，旋液器水相含2.0wt％油相；油水分离器操作压力0.47mpaa，操作温度25℃，分离器油相含2.0wt％水相；第二混合器操作压力0.45mpaa，操作温度25℃；聚集分离器操作压力0.38mpaa，操作温度25℃，聚集器水相含2.0wt％油相，聚集器亲油疏水材料为pet中空纤维，聚集器疏油亲水材料为复合纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含1600mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率89.94wt％，二级脱除率7.33wt％，合计脱除率97.27wt％，得到有机酸杂质含量43.7mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

【实施例5】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为40万吨/年的商业化工业生产装置，工艺参数修改如下：主要设备中的第一混合器操作压力1.17mpaa，操作温度85℃；旋液分离器操作压力1.10mpaa，操作温度85℃，旋液器水相含8.0wt％油相；油水分离器操作压力1.07mpaa，操作温度85℃，分离器油相含8.0wt％水相；第二混合器操作压力1.05mpaa，操作温度85℃；聚集分离器操作压力0.98mpaa，操作温度85℃，聚集器水相含8.0wt％油相，聚集器亲油疏水材料为pp中空纤维，聚集器疏油亲水材料为脱脂棉纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含4400mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率94.58wt％，二级脱除率4.34wt％，合计脱除率98.91wt％，得到有机酸杂质含量47.8mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

【实施例6】

同【实施例1】，仅仅chppo装置公称能力改为80万吨/年的商业化工业生产装置，工艺参数修改如下：主要设备中的第一混合器操作压力1.10mpaa，操作温度80℃；旋液分离器操作压力1.03mpaa，操作温度80℃，旋液器水相含7.0wt％油相；油水分离器操作压力1.00mpaa，操作温度80℃，分离器油相含6.8wt％水相；第二混合器操作压力0.98mpaa，操作温度80℃；聚集分离器操作压力0.91mpaa，操作温度80℃，聚集器水相含6.6wt％油相，聚集器亲油疏水材料为吸油棉纤维，聚集器疏油亲水材料为tio2纳米纤维。

采用本实施例“第一混合器-旋液分离器-油水分离器-第二混合器-聚集分离器”碱洗工艺流程，将来自界外含5000mg/kg有机酸杂质的异丙苯原料进行脱酸处理，有机酸的一级脱除率94.71wt％，二级脱除率4.29wt％，合计脱除率99.00wt％，得到有机酸杂质含量49.9mg/kg的净化异丙苯，取得了较好的技术效果。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。