生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法
【技術(shù)領域】
[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)是非常重要的有機化工原料，是丙烯衍生物中產(chǎn)量僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機化工產(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，廣泛應用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織等行業(yè)，對化學工業(yè)及國民經(jīng)濟發(fā)展具有深遠的影響。隨著環(huán)氧丙烷用途的擴大和下游產(chǎn)物用量的增長，使環(huán)氧丙烷市場的需求越來越大。
[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)境污染及設備腐蝕嚴重；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，但流程長、投資大、聯(lián)產(chǎn)物多，聯(lián)產(chǎn)品市場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，主要包括三個反應過程:(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的精制負荷，要求將反應產(chǎn)物中的丙烯進行循環(huán)利用，且循環(huán)丙烯需要較高的純度，脫除必要的雜質(zhì)，同時避免惰性組分在循環(huán)系統(tǒng)中累積。
[0005]文獻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得到環(huán)氧丙烷的步驟，和使上述反應步驟得到的反應混合物進行蒸餾并從蒸餾塔頂回收未反應的丙烯的步驟，其中蒸餾塔的塔釜溫度設為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，設備投資省，流程簡單，工業(yè)化實施性強的特點。
[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器中反應生成含丙烯和環(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入低壓丙烯回收塔中部，所述第三重組分物流進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為1.5?2.5MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計為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，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)壓縮機增壓后再進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進行氣液相分離，氣相再進入壓縮機；所述壓縮機的壓縮比為8?25，出口壓力以表壓計為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)氧化反應是為本領域所熟知的。一般地，反應溫度為40?120°C，反應壓力為3.5?6.8MPa，丙烯/CHP摩爾比為5?20，CHP空速為0.2?1.2小時\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生成的C0/C02雜質(zhì)和丙烯原料帶進的乙烷等輕組分，避免C0/C02通過循環(huán)丙烯進入反應系統(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99.9%)，保證了循環(huán)丙烯的純度要求(可達95% )，保證了 PO產(chǎn)品的收率(可達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，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在反應器I中反應生成含環(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)氧化反應系統(tǒng)I參與反應，小部分丙烯7進入脫丙烷塔VI進行精制，塔釜得到的重組分5送入絕熱閃蒸罐III進行分離，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)?