[發明專利]一種環氧丙烷精制方法

有效

• 申請號: 201110434194.2
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103172596A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 郭湘波;林民;王瑾;舒興田;慕旭宏
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/32;C07D301/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種環氧丙烷的精制方法，更具體地說，涉及一種過氧化氫與丙烯反應制備環氧丙烷的反應產物中精制環氧丙烷的方法。

背景技術

環氧丙烷(Propylene?Oxide)是有機合成的重要原料，是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物。它主要用于生產聚醚、丙二醇、丙二醇醚等，也是非離子表面活性劑、油田破乳劑、農藥乳化劑等的重要原料。環氧丙烷的衍生物還廣泛用于食品、煙草、農藥及化妝品等行業。已生產的下游產品近百種，是精細化工產品的重要原料。

環氧丙烷生產工藝主要有氯醇法、共氧化法及直接氧化法，前兩種生產方法都存在成本高、污染大等缺陷。氯醇法主要的問題是設備腐蝕嚴重，并且生產中產生大量有機氯化物的廢水、廢渣，污染環境。共氧化法具有流程長、投資大、副產品多，受石油危機、能源短缺、副產品出路制約等問題；直接氧化法則是在鈦硅分子篩催化劑的作用下，使用雙氧水直接氧化丙烯合成環氧丙烷的方法。該方法具有條件溫和、工藝簡單、產品選擇性好和環境友好等特點，因此鈦硅分子篩催化丙烯環氧化合成環氧丙烷被認為是環氧丙烷合成技術的發展趨勢。

丙烯和雙氧水的直接環氧化工藝中一般采用大量的甲醇作為溶劑，將過量的丙烯溶解在甲醇溶液中與雙氧水進行反應，從而保證較高雙氧水的轉化率和環氧丙烷的選擇性。盡管丙烯和雙氧水的直接環氧化反應具有很高的選擇性和轉化率，但反應產物中存在大量溶劑、水和未反應的丙烯，另外反應過程中生成少量但種類繁多的醛、醚、醇、酮等高沸點副產物，使得環氧丙烷的精制十分困難。同時，在產品精餾過程中，環氧丙烷在較高的溫度下能與水和含羥基的其它物質反應生成醚等雜質，減少了環氧丙烷的收率，因此環氧丙烷的精制是直接氧化法工藝中的關鍵步驟。

直接環氧化反應產物含有大量溶劑、未反應丙烯、環氧丙烷、水及其它雜質，以下專利文獻公開了不同的精制環氧丙烷的方法：

US5599955通過連續蒸餾步驟分離和精制直接環氧化反應產物。CN1398262A、US6024840、EP2168953采用包括精餾塔、丙烯汽提塔、萃取精餾塔結合的流程精制直接環氧化產物，得到環氧丙烷。US6881853公開了一種采用兩個分離塔，一個丙烯吸收塔的流程分離直接環氧化反應產物的方法。US7863468公開了一種生產環氧丙烷的方法包括兩個精餾塔，將環氧丙烷與丙烯等不凝氣分離，然后分別對環氧丙烷、粗甲醇及丙烯進行精制。該方法需要控制第一個精餾塔的回流比，將塔頂物料中的水含量控制在0.5％(重量比)以下。

綜上所述，在直接環氧化反應的產物分離過程中，為抑制環氧丙烷在較高的溫度下與水和含羥基物質的反應，現有分離方法基本都采用在反應器后的第一個蒸餾塔內將環氧丙烷從塔頂隨丙烯排出的方式，盡量縮短環氧丙烷在塔內的停留時間和降低操作溫度。第一個蒸餾塔塔頂物料中除環氧丙烷和丙烯外，還含有一部分溶劑和/或少量的水，以及乙醛等雜質，因此塔頂物料還需要再進入丙烯汽提塔使丙烯與環氧丙烷及溶劑分離，丙烯汽提塔塔頂物料經部分冷凝后排出的丙烯在壓縮前一般需要去除其中夾帶的環氧丙烷，塔底排出的環氧丙烷與溶劑需進行萃取精餾進行進一步精制才能得到產品。環氧丙烷精制的流程較長、能耗較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題之一是提供一種環氧丙烷收率高、分離流程簡化以及裝置能耗低的直接環氧化反應產物的精制方法。

本發明的要解決的技術問題之二是提供一種使用鈦硅分子篩催化劑的直接環氧化反應及分離方法。

本發明提供的一種環氧丙烷的精制方法，包括：

來自環氧化反應器的反應產物進入丙烯分離塔分離，得到的塔頂物料含有丙烯、含或不含丙烷、環氧丙烷、甲醇、含或不含水，塔底物料含有甲醇、水、過氧化氫和高沸點副產物；丙烯分離塔塔頂物料進入丙烯汽提塔，塔頂氣體含有丙烯、含或不含丙烷、少量的環氧丙烷，進入環氧丙烷吸收塔中與吸收劑接觸脫除環氧丙烷，然后經壓縮后循環返回反應系統循環使用；丙烯汽提塔塔底物料含有甲醇、環氧丙烷、含或不含水，進一步分餾得到高純度的環氧丙烷產品。

本發明提供的一種直接環氧化制備環氧丙烷及產物分離方法，包括：

(1)過氧化氫和丙烯在有機溶劑中混合溶解，在環氧化反應器中與鈦硅分子篩催化劑接觸進行環氧化反應，得到含有環氧丙烷的反應產物，所述的反應產物包括丙烷、丙烯、環氧丙烷、有機溶劑、水和少量高沸點副產物；