一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法技术

技术编号:17261030 阅读:104 留言:0更新日期:2018-02-14 06:54
本发明专利技术公开了通过反应精馏精制环氧丙烷的方法,所述方法包括:将需要精制的含有醛类杂质的粗环氧丙烷与反应夹带剂一起进行反应精馏,所述反应夹带剂选自苯胺、苯肼、氨基脲中的一种或多种,优选苯肼、氨基脲,最优选苯肼。该方法具有较高脱醛效率的同时,可解决传统萃取精馏脱醛时需要精馏回收萃取剂产生的高能耗问题,是一种新型高效的环氧丙烷精制工艺。

A method of refining propylene oxide by reactive distillation

The invention discloses a method for purification of propylene oxide by reactive distillation, the method comprises the following steps: will need to be refined containing aldehyde impurities of crude propylene oxide and the reaction of entrainer with reactive distillation, one or more of the reaction from aniline, entrainer phenylhydrazine and semicarbazide in, preferably Phenylhydrazines and semicarbazide, most optimization of phenylhydrazine. This method has high deacetaldehyde efficiency and can solve the problem of high energy consumption caused by distillation and recovery of extractant when it is deactivated by traditional extractive distillation. It is a new and efficient propylene oxide refining process.

【技术实现步骤摘要】
一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法
本专利技术涉及一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法,尤其从共氧化法生产的粗PO脱除醛类杂质的方法。
技术介绍
环氧丙烷是重要的基础化工原料,是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯、丙烯腈的第三大有机化工产品,主要应用于生产聚醚、丙二醇等。环氧丙烷生产工艺主要有氯醇法、共氧化法及直接氧化法。其中,氯醇法主要存在的问题包括设备腐蚀严重、废水废渣多,工艺逐渐淘汰。直接氧化法是一种以双氧水为氧化剂的环氧丙烷生产工艺,工艺主要优点为无联产物,缺点主要为由原料双氧水导致的生产成本高,因此装置普及率低、建成装置开工率。共氧化法是目前主流的PO制造技术,约占产能的65%。按共氧化剂不同分为两种,即以异丁烷过氧化产物叔丁基过氧化氢为共氧化剂的PO/TBA或PO/MTBE工艺,以及以乙苯过氧化产物乙苯过氧化氢为共氧化剂的POSM工艺。由于共氧化法均涉及到过氧化、环氧化反应以及过氧化物,因此均存在一定量的醛类杂质的生成,主要为甲醛、乙醛、丙醛等。根据共氧化物的差异,醛类杂质的比例有所区别,例如PO/TBA或PO/MTBE工艺中乙醛偏多,而POSM工艺则以丙醛居多。但由于醛类杂质沸点与PO相近,与PO相对挥发度低,因此共氧化法所产粗PO在精制时的一个关键目标即为醛类杂质的脱除。目前工业化最多的共氧化生产装置几乎均采用萃取精馏的方法脱醛。例如亨斯曼的PO/MTBE工艺以乙二醇单甲醚为萃取剂萃取精馏脱除甲醛、丙醛,再以异辛烷为萃取剂萃取精馏脱除乙醛,仅脱醛就涉及两座萃取精馏塔、两座萃取剂回收塔。再如壳牌的POSM工艺以乙苯为萃取剂萃取精馏脱除丙醛杂质,利安德的POSM工艺以正辛烷为萃取剂萃取精馏脱除乙醛杂质。由此可知,共氧化法生产的粗PO在精制脱醛时因涉及萃取剂需要精馏回收,工艺流程相对复杂,并且能耗较高,因此需要寻求一种环氧丙烷精制脱醛的新方法,克服现有工艺的缺陷,提升装置的经济效益。CN101318944A公开了一种环氧丙烷的纯化方法,涉及到一种通过连续操作的反应萃取精馏来分离环氧丙烷中的甲醇、甲酸甲酯和醛的方法。其中醛包括甲醛、乙醛和丙醛,在粗环氧丙烷的进料点上方加入含有氨或铵盐的碱性溶液,选择返回反应精馏塔的冷凝液与作为产品的纯化后的环氧丙烷的回流比在1~5之间,从而使环氧丙烷中甲醇低于600ppm,甲酸甲酯低于100ppm,醛含量低于100ppm。该专利为反应萃取精馏,仅适合于脱除丙烯在过氧化氢作用下生成的环氧丙烷溶液,对较重的醛如甲醛(因以缔合形式存在)和丙醛的脱除没有选择性。CN101440075A公开了一种环氧丙烷的纯化方法,通过反应器和精馏塔连续操作来分离环氧丙烷中醛,使用钛硅分子筛为催化剂、甲醇为溶剂,通过丙烯与双氧水为原料环氧化反应后,经过一步或多步处理后得到的粗环氧丙烷。粗环氧丙烷和含硫化合物溶液通过静态混合器混合后进入反应器内反应一定时间,进入精馏塔进行精制,粗环氧丙烷和含硫化合物水溶液的混合液在反应器中停留时间为5min到1h。该专利技术对粗环氧丙烷经过本专利技术纯化后,得到的环氧丙烷中醛含量低于100ppm,达到了很好的效果。但该专利没有公开具体为何种含硫化合物,也是只适合于脱除丙烯在过氧化氢作用下生成的环氧丙烷溶液,先反应后精馏,而且只是提到了乙醛的脱除,对于甲醛、丙醛等其他醛类的脱除没有提及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反应精馏脱除PO中醛类杂质的方法。该方法以共氧化法生产的粗PO为原料,通过反应精馏技术去除粗PO中的醛类杂质。该方法具有较高的脱醛效率,同时可解决传统萃取精馏脱醛时需要精馏回收萃取剂产生的高能耗问题,是一种高效环氧丙烷精制工艺。为达到以上目的,本专利技术采用的技术方案是,利用粗PO中的甲醛、乙醛、丙醛等醛类杂质分子极性强,化学性质活泼,在较为温和的条件下即可与多种物质发生反应生成沸点远高于PO的重组分的特点,采用反应精馏工艺去除粗PO中的醛类杂质。因此,本专利技术提供一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法,所述方法包括:将需要精制的含有醛类杂质的粗环氧丙烷与反应夹带剂一起在反应精馏塔内进行反应精馏,所述反应夹带剂选自苯胺、苯肼、氨基脲等中的一种或多种,优选苯肼、氨基脲,最优选苯肼。进一步地,反应夹带剂与环氧丙烷的摩尔比为0.0010~0.0025,优选0.0015~0.0020。进一步地,反应精馏的温度为85~115℃,优选为95~105℃。进一步地,反应所需停留时间为10分钟~1小时,优选为15~30min,更优选地为20~25min。进一步地,该反应在反应精馏塔中在140~180kPa下加压操作,优选塔顶操作压力为155~165kPa。在本专利技术中,所述的粗环氧丙烷(粗PO)为共氧化工艺所产,其由异丁烷或乙苯的环氧化反应液经过丙烯等轻组分脱除,并与联产的酮、醇等重组分分离后得到。根据工艺技术的差异,粗环氧丙烷(粗PO)中粗PO纯度在95wt%以上,典型纯度在98.5~99.5wt%。粗PO的主要杂质含有甲醛(例如150-250ppm,进一步180-220ppm)、乙醛(250-350ppm,进一步280-320ppm)、丙醛(250-350ppm,进一步280-320ppm)等醛类,此外还含有水(2500-3500ppm,进一步2800-3200ppm)、甲醇(550-650ppm,进一步例如580-620ppm)等高沸点杂质,典型的杂质组分如下表1所示。表1粗PO典型的杂质含量本专利技术所述的可与粗PO中醛类杂质发生反应的物质包括苯胺、苯肼、氨基脲等,它们的反应产物分别为芳基亚胺、芳基腙、缩氨脲等高沸点物质,反应方程式如下所示。发生反应所需的温度为85~115℃,较优的温度范围为95~105℃,以便通过调整反应精馏塔压力来实现,反应所需停留时间为15~30min,较优的停留时间范围为20~25min,以便与精馏塔的液相停留时间范围相符,从而通过塔内件详细设计实现。1.醛与苯胺反应生成芳基亚胺:2.醛与苯肼反应生成芳基腙3.醛与氨基脲反应生成缩氨脲本专利技术所述的反应精馏塔包含两个进料口,含有待分离杂质的粗PO从反应精馏塔的中上部进入,其中PO因沸点较低从塔顶馏出,而醛类杂质因极性强,在进入精馏塔后会与粗PO中的水发生强烈缔合作用,最终随水一起进入塔的下部,在浓缩至一定水平后与从塔下部进入的苯胺、苯肼或氨基脲等反应夹带剂发生反应,生成沸点更高的重组分杂质,进一步提高相对挥发度,最终实现与PO高度分离,进入塔釜作为废料排出系统。上述反应精馏塔内件可为填料或板式塔,优选板式塔提供更长的液相停留时间,并可在塔内件详细设计时根据所选反应夹带剂的反应活性灵活调整塔内件参数,如围堰高度,以改变塔板持液量、液相停留时间。该反应精馏塔优选可提供更大持液量的塔盘类型,如泡罩塔盘,塔盘堰高优选8~13cm。该反应精馏塔设计理论塔板数为50~80,优选理论塔板数为60~70。在总理论塔板数优选情况下,粗PO进料位置为距塔顶20~35块理论板,优选25~30,反应夹带剂进料位置为距塔顶35~50块理论板,优选40~45。为保证足够的反应温度,该反应精馏塔在绝对压力140~180kPa下加压操作,优选塔顶操作压力为绝对压力155~165kPa,以保证反应夹带剂进料板以下的温度在优选范围内本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法,所述方法包括:将需要精制的含有醛类杂质的粗环氧丙烷与反应夹带剂一起在反应精馏塔内进行反应精馏,所述反应夹带剂选自苯胺、苯肼、氨基脲中的一种或多种,优选苯肼、氨基脲,最优选苯肼。

【技术特征摘要】
1.一种通过反应精馏精制环氧丙烷的方法,所述方法包括:将需要精制的含有醛类杂质的粗环氧丙烷与反应夹带剂一起在反应精馏塔内进行反应精馏,所述反应夹带剂选自苯胺、苯肼、氨基脲中的一种或多种,优选苯肼、氨基脲,最优选苯肼。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的粗环氧丙烷为共氧化工艺所产,环氧丙烷纯度在95wt%以上,典型纯度在98.5~99.5wt%,含有醛类杂质甲醛、乙醛、丙醛以及高沸点杂质水、甲醇。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的粗环氧丙烷含有甲醛150-250ppm,进一步180-220ppm,乙醛250-350ppm,进一步280-320ppm、丙醛250-350ppm,进一步280-320ppm,此外还含有水2500-3500ppm,进一步2800-3200ppm、甲醇550-650ppm,进一步580-620ppm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述反应夹带剂与粗环氧丙烷中的环氧丙烷摩尔比为0.0010~0.0025,优选0.0015~0.0020。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,反应精...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶建初王磊董岩峰常林高学顺虞根海张宏科华卫琦
申请(专利权)人:万华化学集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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