生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧丙烷(PO)是非常重要的有機(jī)化工原料，是丙烯衍生物中產(chǎn)量?jī)H次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機(jī)化工產(chǎn)品，主要用于生產(chǎn)聚醚、丙二醇、異丙醇胺、非聚醚多元醇等，進(jìn)而生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、表面活性劑、阻燃劑等，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織等行業(yè)，對(duì)化學(xué)工業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。隨著環(huán)氧丙烷用途的擴(kuò)大和下游產(chǎn)物用量的增長(zhǎng)，使環(huán)氧丙烷市場(chǎng)的需求越來越大。
[0003]目前工業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法主要有氯醇法、有聯(lián)產(chǎn)品的共氧化法(P0/SM法和Ρ0/ΜΤΒΕ法或Ρ0/ΤΒΑ法)和無聯(lián)產(chǎn)品的過氧化氫異丙苯法(CHP法)。氯醇法由于在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含氯廢水，環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；有聯(lián)產(chǎn)品的共氧化法克服了氯醇法的污染和腐蝕等缺點(diǎn)，但流程長(zhǎng)、投資大、聯(lián)產(chǎn)物多，聯(lián)產(chǎn)品市場(chǎng)在一定程度上影響了環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)。CHP法由于污染小且沒有聯(lián)產(chǎn)品生成已成為環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向。
[0004]在固定床催化劑層的存在下由過氧化氫異丙苯(CHP)和丙烯制備環(huán)氧丙烷化合物的技術(shù)是已知的，主要包括三個(gè)反應(yīng)過程:(I)異丙苯空氣氧化制過氧化氫異丙苯；(2)CHP與丙烯在多相催化劑存在下發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷(PO)和a，a-二甲基芐醇(DMBA) ； (3) DMBA與H2在催化劑存在下發(fā)生氫解反應(yīng)生成異丙苯，異丙苯循環(huán)到氧化工序生產(chǎn)CHP。為提高CHP的轉(zhuǎn)化率，通常使丙烯過量，如η (丙烯)/n (CHP)的摩爾比為5?20，因此反應(yīng)產(chǎn)物里有大量過量的丙烯，為提高環(huán)氧化效率和減少PO的精制負(fù)荷，要求將反應(yīng)產(chǎn)物中的丙烯進(jìn)行循環(huán)利用，且循環(huán)丙烯需要較高的純度，脫除必要的雜質(zhì)，同時(shí)避免惰性組分在循環(huán)系統(tǒng)中累積。
[0005]文獻(xiàn)CN1505616A公開了一種環(huán)氧丙烷的制備方法，包括使丙烯與氫過氧化枯烯在催化劑存在下反應(yīng)得到環(huán)氧丙烷的步驟，和使上述反應(yīng)步驟得到的反應(yīng)混合物進(jìn)行蒸餾并從蒸餾塔頂回收未反應(yīng)的丙烯的步驟，其中蒸餾塔的塔釜溫度設(shè)為200°C或更低。該方法中，塔釜出粗PO產(chǎn)品，塔頂出丙烯。由于PO具有熱敏性，一般工業(yè)生產(chǎn)控制塔釜溫度不高于130°C，即限定了精餾塔的操作壓力，造成塔頂操作溫度低于40°C以下，無法采用常規(guī)的冷卻水做冷劑，需使用大量更低溫度的冷劑進(jìn)行丙烯的冷凝回收，造成工業(yè)操作的困難，能

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在能耗高的問題，提供一種新的生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。該方法避免了低溫冷劑的使用，具有能耗低，丙烯回收率高，丙烷脫除徹底，環(huán)氧丙烷產(chǎn)品收率高，設(shè)備投資省，流程簡(jiǎn)單，工業(yè)化實(shí)施性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法，包括以下步驟:
[0008]a)原料過氧化氫異丙苯和丙烯在反應(yīng)器中反應(yīng)生成含丙烯和環(huán)氧丙烷的液相物流；
[0009]b)所述含丙烯和環(huán)氧丙烷的液相物流進(jìn)入高壓丙烯回收塔中部，分離后，塔頂?shù)玫降谝惠p組分物流，塔釜得到第一重組分物流，塔中部側(cè)線得到側(cè)線物流；所述第一輕組分物流外排；所述側(cè)線物流分為第一側(cè)線物流和第二側(cè)線物流；
[0010]c)所述第一側(cè)線物流進(jìn)入脫丙烷塔中部，分離后，塔頂?shù)玫降诙p組分物流，塔釜得到含丙烷的第二重組分物流并將其外排；
[0011]d)所述第一重組分物流進(jìn)入閃蒸罐，分離后，罐頂?shù)玫降谌p組分物流，罐底得到第三重組分物流；
[0012]e)所述第三輕組分物流進(jìn)入低壓丙烯回收塔中部，所述第三重組分物流進(jìn)入低壓丙烯回收塔塔頂?shù)谝粚铀P，分離后，塔頂?shù)玫降谒妮p組分物流，塔釜得到含環(huán)氧丙烷的第四重組分物流并將其外排；所述第四輕組分物流進(jìn)入所述高壓丙烯回收塔塔釜；
[0013]f)所述第二側(cè)線物流和所述第二輕組分物流循環(huán)回反應(yīng)器。
[0014]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為1.5?2.5MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.01?0.2MPa。
[0015]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述原料過氧化氫異丙苯是由異丙苯氧化得到的，是過氧化氫異丙苯和異丙苯的混合物；所述混合物中，過氧化氫異丙苯的重量百分比濃度為20 ?80%。
[0016]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述含丙烯和環(huán)氧丙烷的液相物流中，以重量百分比計(jì)，α，α-二甲基芐醇的含量為19?50%，異丙苯的含量為10?70%，環(huán)氧丙烷的含量為5?20 %，丙烯的含量為5?60 %，丙烷的含量為O?10 %。
[0017]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔的的塔頂操作溫度為5?80°C，塔釜操作溫度為45?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0018]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述低壓丙烯回收塔的塔頂操作溫度為10?50°C，塔釜操作溫度為70?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0019]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述脫丙烷塔操作壓力以表壓計(jì)為1.5?2.5MPa，塔頂操作溫度為40?65°C，塔釜操作溫度為40?65°C，理論塔板數(shù)為10?80。
[0020]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述閃蒸罐的操作壓力以表壓計(jì)為0.5?L 5MPa，操作溫度為90?110°C。
[0021]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一側(cè)線物流重量是所述側(cè)線物流重量的0.05?0.5。
[0022]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第三重組分物流冷卻至10?50°C后再進(jìn)入所述低壓丙烯回收塔塔頂?shù)谝粚铀P。
[0023]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第四輕組分物流經(jīng)壓縮機(jī)增壓后再進(jìn)入所述高壓丙烯回收塔塔釜。
[0024]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第四輕組分物流冷卻至10?40°C進(jìn)行氣液相分離，氣相再進(jìn)入壓縮機(jī)；所述壓縮機(jī)的壓縮比為8?25，出口壓力以表壓計(jì)為1.5?
2.5MPa,出口溫度為 10 ?120°C。
[0025]本發(fā)明方法中，過氧化氫異丙苯與丙烯的環(huán)氧化反應(yīng)是為本領(lǐng)域所熟知的。一般地，反應(yīng)溫度為40?120°C，反應(yīng)壓力為3.5?6.8MPa，丙烯/CHP摩爾比為5?20，CHP空速為0.2?1.2小時(shí)\所用的催化劑可為含鈦的二氧化硅分子篩催化劑。
[0026]在本發(fā)明的技術(shù)方案中，原料中的大部分丙烯經(jīng)高壓丙烯回收塔得到回收，僅有5?10%的丙烯在脫丙烷塔塔頂?shù)玫?。高壓丙烯回收塔回收的丙烯不是從塔頂采出，而是采用?cè)線采出的方案是為了脫除反應(yīng)生成的C0/C02雜質(zhì)和丙烯原料帶進(jìn)的乙烷等輕組分，避免C0/C02通過循環(huán)丙烯進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，提高循環(huán)丙烯的純度。低壓丙烯回收塔采用絕熱閃蒸后的反應(yīng)產(chǎn)物液相作為氣相的吸收液，避免了低溫冷劑的使用。采用少量丙烯送至脫丙烷塔脫除丙烷，避免了丙烯原料帶進(jìn)的惰性的丙烷雜質(zhì)在系統(tǒng)的累積。采用本發(fā)明方法，既降低了能耗(現(xiàn)有技術(shù)相比，可減少能耗80%)，又保證了丙烯的收率(可達(dá)99.9%)，保證了循環(huán)丙烯的純度要求(可達(dá)95% )，保證了 PO產(chǎn)品的收率(可達(dá)99.9% )，適用于不同丙烯原料工藝流程，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖。
[0028]圖1中I為反應(yīng)器，II為高壓丙烯回收塔，III為閃蒸罐，IV為低壓丙烯回收塔，V為壓縮機(jī)，VI為脫丙烷塔，I為原料過氧化氫異丙苯，2為新鮮丙烯，3為含丙烯的液相物流，4為第一輕組分物流(高壓丙烯回收塔塔頂物流，含C0、C02、乙烷等輕組分)，5為第一重組分物流(高壓丙烯回收塔塔釜物流，含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷和少量丙烯)，6為高壓丙烯回收塔側(cè)線物流，7為第一側(cè)線物流，8為第二側(cè)線物流(高壓丙烯回收塔回收丙烯)，9為第二輕組分物流(脫丙烷塔塔頂物流)，10為第二重組分物流(脫丙烷塔塔釜丙烷物流)，11為第三輕組分物流(閃蒸罐氣相物流)，12為第三重組分物流(閃蒸罐液相物流，含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷及少量丙烯)，13為第四輕組分物流(低壓丙烯回收塔塔頂物流)，14為第四重組分物流(低壓丙烯回收塔塔釜物流，粗環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷)，15為增壓后的第四輕組分物流。
[0029]圖1中，原料過氧化氫異丙苯I和新鮮丙烯2在反應(yīng)器I中反應(yīng)生成含環(huán)氧丙烷和丙烯的液相物流3。物流3送入高壓丙烯回收塔II中部，分離后，塔側(cè)線得到的丙烯6分成兩部分，大部分丙烯8送回環(huán)氧化反應(yīng)系統(tǒng)I參與反應(yīng)，小部分丙烯7進(jìn)入脫丙烷塔VI進(jìn)行精制，塔釜得到的重組分5送入絕熱閃蒸罐III進(jìn)行分離，塔頂?shù)玫降妮p組分4外排。閃蒸罐III頂?shù)玫降臍庀喈a(chǎn)物11送入低壓丙烯回收塔IV中部，閃蒸罐III底得到的液相產(chǎn)物12作為低壓丙烯回收塔IV的吸收液送入第一層塔盤。低壓丙烯回收塔IV塔頂?shù)?