[發明專利]一種精制環氧丙烷的方法

無效

• 申請號: 201210421978.6
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103788026A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 郭湘波;楊克勇;王瑾;林民;舒興田;慕旭宏;李華;王偉
• 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: C07D301/32
• 分類號: C07D301/32;C07D303/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種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，其是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，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，目前，已生產的下游產品近百種，是精細化工產品的重要原料。

目前，環氧丙烷生產工藝主要有氯醇法、共氧化法以及直接氧化法，其中，前兩種生產方法都存在成本高、污染大等缺陷。而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，因此采用鈦硅分子篩催化丙烯環氧化合成環氧丙烷的直接氧化法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，然而在獲得高選擇性的條件下同樣使得反應產物中存在大量循環溶劑，由此導致后續產品分離能耗很高。因此，降低溶劑回收的能耗同樣是直接氧化法工藝能否大規模應用的關鍵步驟。

以下專利文獻公開了不同的環氧丙烷精制方法：

US5599955A通過連續蒸餾步驟分離和精制直接環氧化反應產物。CN1398262A、US6024840A、US6646141A1、EP2168953A1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。US6881853B2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。US7863468B2公開了一種生產環氧丙烷的方法包括采用兩個精餾塔，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。

以上有關環氧丙烷精制的現有技術中溶劑（例如甲醇）回收均采用普通精餾的方法一步完成，其僅適用于環氧丙烷生產規模不大的情況，然而當環氧丙烷生產規模擴大后，所需精制的醇類溶劑量急劇增加，如年產20萬噸的環氧丙烷裝置，若采用甲醇作為溶劑，循環甲醇的處理量約為100-150噸/小時左右，其相當于一個100萬噸/年的甲醇精制裝置處理量，此時，若采用一步精餾分離甲醇則能耗顯然過高。

多效精餾作為一種節能工藝，以低能耗，低品位熱量利用和高熱力學效率在工業生產中的應用日益廣泛。簡單地講，多效精餾就是利用高壓精餾塔的塔頂蒸汽冷凝潛熱，來加熱相鄰低壓塔的塔底物料，即以高壓塔塔頂蒸汽作為低壓塔塔底再沸器的熱源，兩塔共用一個熱交換器，從而達到節約能量和投資的目的。一般，多效精餾系統一般由若干壓力不同的精餾塔構成，根據塔壓由高到低的順序排列，依次用高壓塔的塔頂蒸汽作為相鄰低壓塔再沸器的熱源，整個系統只有第一個塔的再沸器由外界直接供能。也就是說，除壓力最高的塔之外，其余各塔塔頂蒸汽的冷凝熱均被精餾系統自身收回利用，從而使整個精餾過程的能耗大為降低。

多效精餾的工藝流程按照效數可分為兩效、三效等等，然而隨效數增加，雖然能耗降低，但塔數也增加，從而導致設備投入費用大量增加。而且效數越多，每增加一效的節能效果也越來越低，因此，實際應用過程中，也不能采用過多的效數，目前，工業生產多效精餾中應用最普遍的是兩效、三效，四效以上的精餾工藝極少。

甲醇精餾技術目前基本都采用成熟的兩效或三效精餾的方法，其不僅可以降低水蒸氣的消耗量，而且還能減少冷卻水用量和耗電量，提高熱力學效率。

具體地，CN101130484A公開了一種用于粗甲醇精制的減壓逆流雙效精餾方法，這是一種改進的甲醇雙效精餾工藝，采用了一種減壓逆流雙效精餾方法，即第一個精餾塔在減壓下操作，第二個精餾塔在微加壓條件下操作。原料從前效（減壓塔）進料，前效的釜液作為后效（微加壓塔）的進料；作為熱源的低壓蒸氣則從后效（微加壓塔）加入，即作為微加壓塔再沸器的熱源，利用后效（微加壓塔）塔頂精甲醇蒸汽的冷凝潛熱作為前效（減壓塔）塔釜再沸器的熱源，減壓塔無需額外補充低壓蒸汽。

由于直接環氧化過程中使用的原料雙氧水中含有30-75重量％左右的水，這些水會與作為溶劑的甲醇形成甲醇水溶液，而作為溶劑的甲醇一般需要循環使用，因此需將甲醇和水進行進一步分離。如前所述，在直接環氧化工藝中運用多效精餾方法分離甲醇水溶液無疑可以顯著降低甲醇的精餾能耗，但由于直接環氧化過程中甲醇的循環量較大，因此隨著裝置規模的擴大，降低甲醇精餾的能耗仍是整個裝置節能的關鍵。