環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧丙烷(P0)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(shù)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(lái)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(wú)聯(lián)產(chǎn)品的過(guò)氧化氫異丙苯法(CHP法)。氯醇法由于在生產(chǎn)過(guò)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(méi)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(guò)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(guò)程:(1)異丙苯空氣氧化制過(guò)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(P0)和ct，ct-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(guò)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(guò)量的丙烯，為提高環(huán)氧化效率和減少P0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(kāi)了一種環(huán)氧丙烷的制備方法，包括使丙烯與氫過(guò)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P0產(chǎn)品，塔頂出丙烯。由于P0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(wú)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(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)存在能耗高的問(wèn)題，提供一種新的環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)設(shè)備。該設(shè)備具有能耗低，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(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)設(shè)備，包括:
[0008]反應(yīng)器，用于將原料過(guò)氧化氫異丙苯與丙烯反應(yīng)生成含a，a -二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流；所述反應(yīng)器入口與過(guò)氧化氫異丙苯管道和丙烯管道相連，所述反應(yīng)器出口與所述液相物流管道相連；
[0009]高壓丙烯回收塔，用于對(duì)所述含a，a-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流進(jìn)行分離，從而在塔頂?shù)玫胶┑牡谝惠p組分物流，在塔釜得到含a，a - 二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、少量丙烯和丙烷的第一重組分物流；所述高壓丙烯回收塔的入口與所述液相物流管道相連，塔頂出口與第一輕組分物流管道相連，塔釜出口與第一重組分物流管道相連；
[0010]低壓丙烯回收塔，用于接受來(lái)自所述高壓丙烯回收塔塔釜的含a，a-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、少量丙烯和丙烷的第一重組分物流，從而在塔頂?shù)玫胶┑牡诙p組分物流，塔釜得到含a，a-二甲基芐醇、異丙苯和環(huán)氧丙烷的第二重組分物流并將其排出；所述低壓丙烯回收塔的入口與第一重組分物流管道相連，塔頂出口與第二輕組分物流管道相連，塔釜出口與第二重組分物流管道相連；所述第二輕組分物流管道與第一管道相通，用于分流一部分第二輕組分物流；
[0011]脫丙烷塔，用于接受來(lái)自所述第二輕組分物流的分流部分，并對(duì)其進(jìn)行分離，從而在塔頂?shù)玫降谌p組分物流，在塔釜得到第三重組分物流并將其排出；所述脫丙烷塔的入口與第一管道相連，塔頂出口與第三輕組分物流管道相連，塔釜出口與第三重組分物流管道相連；
[0012]第一輕組分物流管道、第二輕組分物流管道和第三輕組分物流管道，都與所述丙烯管道相通；
[0013]其中，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.5?3.5MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計(jì)為0.1?0.4MPa。
[0014]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述原料過(guò)氧化氫異丙苯是由異丙苯氧化得到的，是過(guò)氧化氫異丙苯和異丙苯的混合物；所述混合物中，過(guò)氧化氫異丙苯的重量百分比濃度為20 ?80%。
[0015]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述含a，α-二甲基芐醇、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流中，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)氧丙燒的含量為5?20%,丙烯的含量為5?60%,丙燒的含量為0?10%。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0.15?0.25MPa。
[0016]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述高壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為5?80°C，塔釜操作溫度為45?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0017]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述低壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為-30?_8°C，塔釜操作溫度為85?120°C，理論塔板數(shù)為10?50。
[0018]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，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。
[0019]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二輕組分物流的分流部分是所述第二輕組分物流重量的0.1?0.5。
[0020]本發(fā)明中，過(guò)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。
[0021]本發(fā)明中采用含高壓丙烯回收塔、低壓丙烯回收塔和脫丙烷塔的丙烯回收精制設(shè)備，液相環(huán)氧丙烷反應(yīng)產(chǎn)物首先進(jìn)入高壓丙烯回收塔進(jìn)行精制，環(huán)氧化產(chǎn)物中60?95重量％的丙烯從塔頂回收，塔釜得到含少量丙烯的粗環(huán)氧丙烷產(chǎn)物。含少量丙烯的粗環(huán)氧丙烷產(chǎn)物送入低壓丙烯回收塔繼續(xù)進(jìn)行精制，塔頂回收丙烯，塔釜得到不含丙烯的粗環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)高壓丙烯回收塔和低壓丙烯回收塔，原料中99?100重量％的丙烯得到回收。低壓丙烯回收塔塔頂物流分兩部分，一部分成為回收丙烯，另一部分送入脫丙烷塔，以脫除新鮮丙烯帶入反應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)的丙烷雜質(zhì)，脫丙烷塔塔釜得到脫除的丙烷，經(jīng)高壓丙烯回收塔和低壓丙烯回收塔后仍未分離的丙烯從脫丙烷塔塔頂脫除。采用本發(fā)明，含丙烯的環(huán)氧化物流首先在高壓丙烯回收塔中進(jìn)行分離，使得大部分丙烯從塔頂脫除，從而減少了低壓丙烯回收塔的進(jìn)料量。因此，高壓丙烯回收塔塔頂采取常規(guī)的冷卻水作冷劑進(jìn)行丙烯的冷凝回收即可，只有低壓丙烯回收塔塔頂需采用更低溫度的冷劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可減少能耗60%。此外，采用本發(fā)明，保證了丙烯與過(guò)氧化氫異丙苯環(huán)氧化反應(yīng)中未反應(yīng)完全的丙烯和環(huán)氧丙烷產(chǎn)品的分離，并且脫除了原料丙烯中帶進(jìn)系統(tǒng)的惰性組分丙烷，回收的丙烯可循環(huán)回丙烯環(huán)氧化反應(yīng)系統(tǒng)做反應(yīng)原料，既保證了丙烯的收率(可達(dá)99.9% )，同時(shí)保證了循環(huán)丙烯的純度要求(可達(dá)95%)和P0產(chǎn)品的收率(可達(dá)99.9%)，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資省，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明設(shè)備的示意圖。
[0023]圖1中，I為反應(yīng)器，II為高壓丙烯回收塔，III為低壓丙烯回收塔，IV為脫丙烷塔，1為原料過(guò)氧化氫異丙苯管道，2為丙烯管道，3為含環(huán)氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流管道，4為第一輕組分物流管道(其中為高壓丙烯回收塔塔頂物流)，5為第一重組分物流管道(其中為高壓丙烯回收塔塔釜物流)，6為第二輕組分物流管道(其中為低壓丙烯回收塔塔頂物流)，7為第一管道(其中為低壓丙烯回收塔塔頂物流中少量去脫丙烷塔的分流部分物流)，8為第二重組分物流管道(其中為粗環(huán)氧丙烷產(chǎn)品)，9為第三輕組分物流管道(其中為脫丙烷塔塔頂物流)，10為第三重組分物流管道(其中為丙烷)。
[0024]圖1中，原料過(guò)氧化氫異丙苯和新鮮丙烯在反應(yīng)器I中反應(yīng)生成含α，α