專利名稱：一種燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以丙烯和氯氣為原料制取環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種以丙烯和氯氣為原料、燒堿為皂化劑制取環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)方法是以氫氧化鈣為皂化劑，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的廢渣、廢液，嚴(yán)重污染環(huán)境，國(guó)家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》已將此種生產(chǎn)方法列入“限制類”；中國(guó)專利200710011073. 0公開(kāi)了一種以電解液為皂化劑生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)方法，該方法是以丙烯、氯氣、電解液為原料，丙烯和氯氣發(fā)生氯醇化，生成氯丙醇，再用電解液做皂化劑與氯丙醇發(fā)生皂化反應(yīng)，生成環(huán)氧丙烷，回收皂化過(guò)程中的皂化廢水，經(jīng)五效蒸發(fā)濃縮后，再利用隔膜法電解，得到的電解液重新用于環(huán)氧丙烷生產(chǎn)，該種方法可·以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，但存在工藝流程長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，能耗高等問(wèn)題，而且由于該法中皂化廢水不符合離子膜法燒堿工藝要求，電解只能采用隔膜法燒堿工藝，而隔膜法燒堿工藝在國(guó)家工信部2010年發(fā)布的《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導(dǎo)目錄(2010年本)》中已經(jīng)被列入淘汰目錄。在氨堿法純堿生產(chǎn)中，第一步是將固體原鹽用水化鹽，制成飽和鹽水，飽和鹽水再經(jīng)精制后制成精制鹽水進(jìn)入下一道工序，精制過(guò)程是為了去除鈣、鎂離子，鈣、鎂離子在純堿生產(chǎn)中會(huì)生成碳酸鈣、碳酸鎂的水不溶物，嚴(yán)重影響純堿質(zhì)量，因此如何去除化鹽過(guò)程中的鈣、鎂離子，提高鹽水精度是保證純堿質(zhì)量的重要前提，目前大型氨堿法純堿生產(chǎn)企業(yè)為了節(jié)省淡水，一般采用海水化鹽，再精制制成飽和精制鹽水，而海水中含有大量鈣、鎂離子，如有的地區(qū)海水中含鈣離子427mg/l、鎂離子1530mg/l，C0D值50mg/l，要將這些鈣、鎂離子除去，會(huì)帶來(lái)大量的精制費(fèi)用，增加生成成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題，公開(kāi)了一種燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的清潔生產(chǎn)工藝，使燒堿皂化法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)和氨堿法純堿生產(chǎn)相結(jié)合，低能耗綜合利用皂化廢水水資源和鹽資源，解決廢水、廢渣環(huán)境污染的問(wèn)題，同時(shí)降低氨堿法純堿生產(chǎn)的鹽水精制費(fèi)用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括以下步驟
(1)氯醇化工序先將氯氣溶于預(yù)熱到35 45°C的工藝水，生成次氯酸溶液，將過(guò)量丙烯通入次氯酸溶液進(jìn)行氯醇化反應(yīng)，氯氣與丙烯摩爾比為I :1. 05 I. 1，生成含氯丙醇為
3.5 4. 0wt%的氯丙醇溶液，該溶液中含有與氯丙醇等摩爾的鹽酸，反應(yīng)壓力為常壓或略高于常壓，反應(yīng)溫度為55 68°C ；
(2)皂化工序?qū)?2wt%離子膜燒堿溶液稀釋到10% 13被％后，與上步工序得到的氯丙醇溶液按照氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. 10 I. 20:1混合，在皂化塔內(nèi)發(fā)生皂化反應(yīng)，并迅速汽提得到90 95wt%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在90 105°C，皂化塔頂壓力為35 45Kpa絕對(duì)壓力，從皂化塔塔底得到含NaCl為3. 0 4. 2wt%的皂化廢水；
(3)精餾工序從皂化工序產(chǎn)生的含量為90 95%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在50°C 85°C ；
(4)廢水處理工序從皂化塔出來(lái)的皂化廢水經(jīng)與其它工業(yè)廢水稀釋，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在24 48小時(shí)內(nèi)處理后作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。作為一種改進(jìn)，皂化工序中，為提高氯丙醇的轉(zhuǎn)化率，氫氧化鈉的加入量要過(guò)量，一般控制在皂化廢水中氫氧化鈉含量0. 01% I. 3wt%。作為更進(jìn)一步的改進(jìn)，先將皂化廢水的熱量通過(guò)噴射器，以閃蒸蒸汽的形式回收，再將皂化廢水與其它工業(yè)廢水混合稀釋，其他工業(yè)廢水可以是淡水、中水或含鹽量及COD 值比燒堿皂化法環(huán)氧丙烷皂化廢水低的其他廢水，得到混合液，混合液中COD控制在小于500mg/l, NaCl含量小于2. 5wt%，這將有利于保持后步多相組合膜生物反應(yīng)的生物活性，再將混合液經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)技術(shù)將該水送至氨堿法純堿化鹽工序化鹽，得到飽和精制鹽水，用于氨堿法純堿生產(chǎn)。作為更具體的改進(jìn)，先將正常操作條件下PH值在10. 2 11. 4之間、溫度為75 85°C的皂化廢水通過(guò)噴射器，以閃蒸蒸汽的形式回收余熱，再將皂化廢水送入廢水?dāng)U散塔中，在0. 4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物，得到含COD為1000 1300mg/l、NaCl含量3. 0 4. 2wt%、不含鈣、鎂離子的廢水，將該廢水與其它工業(yè)廢水混合稀釋，得到含鹽量2.4wt%、C0D 480mg/l的混合液，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在36小時(shí)內(nèi)處理到COD為48mg/l,作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。前述的精餾工序中，從精餾塔塔底得到的高沸點(diǎn)組分為含有水、二氯異丙醚、二氯丙烷的混合物，可作為副產(chǎn)品外售。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是以丙烯、氯氣和燒堿為原料，經(jīng)過(guò)氯醇化、皂化及精餾工序得到成品環(huán)氧丙烷，皂化工序產(chǎn)生的皂化廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后用于氨堿法純堿生產(chǎn)，能綜合利用皂化廢水中的鹽資源和水資源，并能降低氨堿法純堿生產(chǎn)的鹽水精制費(fèi)用，整個(gè)過(guò)程不產(chǎn)生廢渣，實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，是對(duì)環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)工藝。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
圖I是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
(1)先將氯氣溶于預(yù)熱到35°C的工藝水，生成次氯酸溶液，將過(guò)量丙烯通入次氯酸溶液進(jìn)行氯醇化反應(yīng)，氯氣與丙烯摩爾比為I :1. 05，生成含氯丙醇為3. 5wt%和等摩爾鹽酸的溶液，反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為55°C ；
(2)將含氯丙醇為3.5wt%的溶液與11 丨％燒堿溶液按照氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. 1:1混合，在皂化塔內(nèi)發(fā)生皂化反應(yīng)，并迅速汽提得到90wt%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在90°C，皂化塔頂壓力為35Kpa絕對(duì)壓力；
(3)將含量為90wt%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在50°C 75°C，從皂化塔得到含NaCl為3. 2wt%、NaOH含量為0. 078wt%的皂化廢水；
(4)將皂化廢水在廢水?dāng)U散塔中，在0.4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物后，得到含COD為1000 1300mg/l、NaCl含量3. 2wt%、不含鈣、鎂離子的廢水，該水與其它工業(yè)廢水混合稀釋后，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在48小時(shí)處理后作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。其他工業(yè)廢水可以是淡水、中水或含鹽量及COD值比燒堿皂化法環(huán)氧丙烷皂化廢水低的其他廢水(下同)。
實(shí)施例二
(1)先將氯氣溶于預(yù)熱到40°C的工藝水，生成次氯酸溶液，將過(guò)量丙烯通入次氯酸溶液進(jìn)行氯醇化反應(yīng)，氯氣與丙烯摩爾比為I :1. I，生成含氯丙醇為3. 7wt%的氯丙醇溶液，反應(yīng)壓力略高于常壓，反應(yīng)溫度為68°C ；
(2)將含氯丙醇為3.7wt%的氯丙醇溶液與12被％燒堿溶液按照氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. 15: I混合，在皂化塔內(nèi)發(fā)生皂化反應(yīng)，并迅速汽提得到95wt%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在100°C，皂化塔頂壓力為40Kpa絕對(duì)壓力；
(3)將含量為95wt%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，高沸點(diǎn)組分包括二氯丙烷等，作為副產(chǎn)品外售，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在70°C 80°C，從皂化塔得到含NaCl為3. 75wt%、NaOH含量為0. 012wt%的皂化廢水；
(4)將皂化廢水在廢水?dāng)U散塔中，在0.4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物后，得到含COD為1000 1200mg/l、NaCl含量3. 75wt%、不含鈣、鎂離子的廢水，該水與其它工業(yè)廢水混合稀釋后，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在24小時(shí)處理后作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。實(shí)施例三
(1)先將氯氣溶于預(yù)熱到45°C的工藝水，生成次氯酸溶液，將過(guò)量丙烯通入次氯酸溶液進(jìn)行氯醇化反應(yīng)，氯氣與丙烯摩爾比為I :1. I，生成含氯丙醇為4wt%的氯丙醇溶液，反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度為65°C ；
(2)將含氯丙醇為4wt%的氯丙醇溶液與13wt%燒堿溶液氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. 2:1，在皂化塔內(nèi)發(fā)生皂化反應(yīng)，并迅速汽提得到95wt%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在100°C，皂化塔頂壓力為40Kpa絕對(duì)壓力；
(3)將含量為95wt%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，高沸點(diǎn)組分為含有水、二氯異丙醚、二氯丙烷的混合物，可作為副產(chǎn)品外售，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在75°C 85°C，從皂化塔得到含NaCl為
3.4wt%、NaOH含量為0. 014wt%的皂化廢水；
(4)先將皂化廢水在廢水?dāng)U散塔中，在0.4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物后，得到含COD為1200mg/l、NaCl含量3. 4wt%皂化廢水，皂化廢水的熱量通過(guò)噴射器以閃蒸蒸汽的形式回收，然后將皂化廢水與含鹽量及COD值比燒堿皂化法環(huán)氧丙烷皂化廢水低的其他廢水混合稀釋，得到的混合液中COD為450mg/l、NaCl含量2. 4wt%，再將混合液經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)技術(shù)處理到COD為48mg/l，將該水送至氨堿法純堿化鹽工序化鹽，得到飽和精制鹽水，用于氨堿法純堿生產(chǎn)。實(shí)施例四
(1)先將氯氣溶于預(yù)熱到40°C的工藝水，生成次氯酸溶液，將過(guò)量丙烯通入次氯酸溶液進(jìn)行氯醇化反應(yīng)，氯氣與丙烯摩爾比為I :1. I，生成含氯丙醇為3. 7wt%的氯丙醇溶液，反應(yīng)壓力略高于常壓，反應(yīng)溫度為68°C ；
(2)將含氯丙醇為3.7wt%的氯丙醇溶液與12被％燒堿溶液按照氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. 15: I混合，在皂化塔內(nèi)發(fā)生皂化反應(yīng)，并迅速汽提得到95wt%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在100°C，皂化塔頂壓力為40Kpa絕對(duì)壓力； (3)將含量為95wt%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，高沸點(diǎn)組分為含有水、二氯異丙醚、二氯丙烷的混合物，可作為副產(chǎn)品外售，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在70°C 80°C，從皂化塔得到含NaCl為
3.2 4. 2wt%、NaOH含量為0. 012wt%的皂化廢水；
(4)先將正常操作條件下PH值在10.2 11. 4之間、溫度為75 85°C的皂化廢水通過(guò)噴射器，以閃蒸蒸汽的形式回收余熱，再將皂化廢水送入廢水?dāng)U散塔中，在0. 4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物，得到含COD為1000 1300mg/l、NaCl含量3. 0
4.2wt%、不含鈣、鎂離子的廢水，該廢水的COD平均值一般為1200 mg/1、含鹽量平均值為
4.0 wt%，將該廢水與其它工業(yè)廢水混合稀釋，得到含鹽量2. 4wt%、COD為480mg/l的混合液，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在36小時(shí)內(nèi)處理到COD為48mg/l，作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其特征是包括以下步驟 (O氯醇化工序先將氯氣吸收于35 45°C的水中進(jìn)入反應(yīng)器，按氯氣與丙烯摩爾比為I :1. 05 I. I通入過(guò)量丙烯，反應(yīng)壓力為常壓或略高于常壓，反應(yīng)溫度為55 68°C，生成含氯丙醇為3. 5 4. 0wt%的溶液，該溶液中含有與氯丙醇等摩爾的鹽酸； (2)皂化工序?qū)⑸喜剿玫穆缺既芤号c10% 13wt%的燒堿溶液按照氫氧化鈉/氯丙醇+鹽酸摩爾比為I. O I. 2:1混合，送入皂化塔進(jìn)行皂化反應(yīng)，經(jīng)汽提得到90 95%的粗環(huán)氧丙烷，皂化反應(yīng)溫度控制在90 105 °C，皂化塔頂壓力為35 45Kpa絕對(duì)壓力，從皂化塔塔底得到含NaCl為3. O 4. 2 wt %的皂化廢水； (3)精餾工序?qū)⒃砘ば虍a(chǎn)生的含量為90 95%粗環(huán)氧丙烷送入環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔，前餾塔和精餾塔為串聯(lián)，粗環(huán)氧丙烷物料先通過(guò)前餾塔，成品環(huán)氧丙烷從精餾塔塔頂導(dǎo)出，高沸點(diǎn)組分從精餾塔塔底排出，環(huán)氧丙烷前餾塔和精餾塔在常壓下操作，塔底溫度控制在50°C 85°C ； (4)廢水處理工序從皂化塔出來(lái)的皂化廢水經(jīng)與其它工業(yè)廢水稀釋，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在24 48小時(shí)內(nèi)處理后作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其特征是為提高氯丙醇的轉(zhuǎn)化率，氫氧化鈉的加入量要過(guò)量，皂化廢水中氫氧化鈉含量控制在O. 01% I. 3wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其特征是先將所述的皂化廢水的熱量以閃蒸蒸汽的形式回收，再將所述的皂化廢水與其他工業(yè)廢水混合，使混合液稀釋到含鹽量小于2. 5wt%、COD小于500mg/l后，再將混合液經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)技術(shù)處理到COD小于50mg/l，作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)，所述的其他工業(yè)廢水可以是淡水、中水或含鹽量及COD值比燒堿皂化法環(huán)氧丙烷皂化廢水低的其他廢水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其特征是將PH值在10.2 11. 4之間、溫度為75 85°C的皂化廢水先通過(guò)噴射器，以閃蒸蒸汽的形式回收余熱，再將皂化廢水送入廢水?dāng)U散塔中，在O. 4MPa蒸汽作用下，汽提出廢水中的部分有機(jī)物，得到含COD為1000 1300mg/l、NaCl含量3. O 4. 2wt%、不含鈣、鎂離子的廢水，該水與其它工業(yè)廢水混合稀釋，得到含鹽量小于2. 5wt%、COD小于500mg/l的混合液，再經(jīng)多相組合膜生物反應(yīng)工藝在24 48小時(shí)內(nèi)處理到COD小于50mg/l，作為化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其特征是所述的從精餾塔塔底得到的高沸點(diǎn)組分為含有水、二氯異丙醚、二氯丙烷的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燒堿皂化法制環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，用燒堿作皂化劑生產(chǎn)環(huán)氧丙烷，經(jīng)氯醇化、燒堿皂化、精餾生產(chǎn)環(huán)氧丙烷，生產(chǎn)過(guò)程中的皂化廢水經(jīng)處理后作化鹽用水用于氨堿法純堿生產(chǎn)，能綜合利用皂化廢水中的鹽資源和水資源，并能降低氨堿法純堿生產(chǎn)的鹽水精制費(fèi)用，整個(gè)過(guò)程不產(chǎn)生廢渣，實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，是對(duì)環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)C01D7/18GK102952101SQ20121038631
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者遲慶峰, 何加海, 殷良誠(chéng), 吳中平, 朱榮振, 蔡巍, 張少飛, 張明昌, 雷寧, 董國(guó)良, 趙守軍, 陳硯祥 申請(qǐng)人:山東海化集團(tuán)有限公司