一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法技术

技术编号:19383614 阅读:2 留言:0更新日期:2018-11-10 00:09
本发明专利技术公开了一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法。以甲苯、分子氧和丙烯为原料,经过甲苯氧化单元、丙烯环氧化单元、脱轻组分单元、脱丙烯单元、脱环氧丙烷单元、环氧丙烷精制单元来制备环氧丙烷。本发明专利技术以甲苯氧化产生的苄基过氧化氢为丙烯环氧化提供过氧化物,丙烯过氧化反应中的转化率大于99.0%,环氧丙烷的收率大于95%,环氧丙烷的纯度大于99.5%;本发明专利技术具有生产成本低,安全性高,能耗低,工艺流程短,运行成本低,设备投资低,绿色环保等优点。

Preparation of propylene oxide by toluene CO oxidation process

The invention discloses a method for preparing propylene oxide by toluene CO oxidation. Propylene oxide was synthesized from toluene, molecular oxygen and propylene through toluene oxidation unit, propylene epoxidation unit, light component unit, propylene deproportioning unit, propylene oxide deproportioning unit and propylene oxide refining unit. The invention provides peroxide for propylene epoxidation by benzyl hydrogen peroxide produced by toluene oxidation. The conversion rate of propylene peroxidation is more than 99.0%, the yield of propylene oxide is more than 95%, and the purity of propylene oxide is more than 99.5%. The invention has low production cost, high safety, low energy consumption, short process flow and operation cost. Low, low investment in equipment, environmental protection and other advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法
本专利技术涉及一种有机物的制备方法,具体就是一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法。
技术介绍
环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物,是重要的基本有机化工原料,主要用于生产聚醚、丙二醇等,同时它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。PO的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药和化妆品等行业。目前已工业化的环氧丙烷生产方法有:氯醇法、共氧化法和直接氧化法。氯醇法是以丙烯和氯气为原料,经氯醇化、皂化、精制过程后得到环氧丙烷,但是生产过程中产生大量的含氯废水,污染环境,设备腐蚀严重。共氧化法根据原料不同分为乙苯过氧化氢法(PO/SM法)、异丁烷过氧化氢法(PO/TBA法)和过氧化氢异丙苯法(CHP法),共氧化法克服了氯醇法存在的污染和腐蚀等缺点,但流程长、投资大、联产物多,由于联产品多,在一定程度上影响了环氧丙烷的生产。直接氧化法是丙烯与H2O2在特殊的钛硅催化剂存在下,直接反应生成环氧丙烷,该工艺的优点是无联产产品生成、工艺简单、投资成本低和绿色环保,存在的缺点是H2O2的费用高和大量运输不便,需要在环氧丙烷装置现场附近建造产能相当的H2O2装置。有鉴于此,对环氧丙烷的生产工艺开展研究,寻找更好的制备方法,成为该行业的攻关课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以甲苯和丙烯为原料,采用共氧化法制备环氧丙烷的方法,克服了现有技术的不足。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是这样的,一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法,包括以下步骤:(1)甲苯氧化单元甲苯与分子氧分别经预处理后加入氧化反应釜内,在氧化催化剂、引发剂、助剂存在条件下进行氧化反应,生成主要含苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的氧化反应液;其中,优选的,甲苯与分子氧分别预处理至压力为0.8~2.6MPa,温度为120~250ºC;其中,分子氧的种类为空气、纯氧、富氧空气或臭氧中的一种或几种;其中,氧化反应的压力为0.3~2.6MPa,温度为120~250ºC,分子氧与甲苯的摩尔比为(0.1~10):1,停留时间为30~180min,氧化催化剂为环烷酸钴、醋酸钴和苯甲酸钴中的一种或几种,含量为0.1~20ppm,引发剂是苄基过氧化物、苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸和过氧化氢中的一种或几种,含量为0.1~20ppm,助剂为积二磷酸酯,含量为0.1~1ppm;其中,甲苯氧化反应可以在一个或多个反应器中进行,但优选在一个反应器中进行,这些反应器可以是串连或并联;(2)丙烯环氧化单元将丙烯与步骤(1)得到的氧化反应液在环氧化反应釜内进行接触,在环氧化催化剂存在条件下进行环氧化反应,生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的反应液;其中,丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比为(1~10):1,优选(1~5):1,环氧化反应的压力为0.1~5MPa,优选0.1~2.5MPa,温度为25~200ºC,优选35~100ºC,停留时间为15~90min;其中,环氧化反应在碱性添加剂存在下进行,碱性添加剂为碱性金属氧化物、液氨、氨水、氨气、碳酸铵、有机胺中的一种或几种,碱性添加剂的质量浓度的1~10000ppm;其中,丙烯环氧化反应可以在一个或多个反应器中进行,这些反应器可以是串连或并联,优选在多个串连反应器中进行;其中,环氧化反应的主反应式如(A)式:C6H5-CH2-OOH+CH3CH=CH2→C6H5-CH2-OH+CH3CH(O)CH2(A)其中,环氧化反应中所用反应器为浆态床或固定床,优选固定床;(3)脱轻组分单元将步骤(2)得到的反应液在脱轻塔中进行脱轻处理,塔顶得到丙烯和环氧丙烷的混合物,塔底得到主要含有苯甲醛、苯甲醇和甲苯的混合溶液;其中,脱轻塔塔顶温度为-40~100ºC,优选15~80ºC,塔底温度为25~121ºC,优选40~100ºC,压力为0.1~5.0MPa,优选0.1~2.5MPa;(4)脱丙烯单元将步骤(3)得到的丙烯和环氧丙烷的混合物在丙烯分离塔中进行脱丙烯处理,塔顶得到丙烯,并进行收集或者将该丙烯返回至步骤(2)丙烯环氧化单元中作为原料继续参与环氧化反应,塔底得到环氧丙烷溶液;其中,丙烯分离塔塔顶温度为-40~100ºC,优选25~60ºC,塔底温度为25~150ºC,优选50~150ºC,压力为0.1~5.0MPa,优选0.1~2.0MPa;(5)脱环氧丙烷单元将步骤(4)得到的环氧丙烷溶液在环氧丙烷分离塔中进行脱环氧丙烷处理,塔顶得到环氧丙烷粗品,塔底得到含水杂质;其中,环氧丙烷分离塔塔顶温度为0~100ºC,优选25~80ºC,塔底温度为50~150ºC,优选60~150ºC,压力为0.1~5.0MPa,优选0.1~2.0MPa;(6)环氧丙烷精制单元将步骤(5)得到的环氧丙烷粗品在环氧丙烷萃取精馏塔中进行精制,塔顶得到环氧丙烷产品;其中,环氧丙烷萃取精馏塔塔顶温度为0~100ºC,优选30~80ºC,塔底温度为50~150ºC,优选60~110ºC,压力为0.1~5.0MPa,优选0.1~0.5MPa,所用萃取剂为C3-C10烃和工艺水中的一种或几种,优选工艺水;其中,萃取剂进料口可以在塔中部或者塔上部,优选塔上部;(7)脱甲苯单元将步骤(3)得到的主要含有苯甲醛、苯甲醇和甲苯的混合溶液在甲苯分离塔中进行脱甲苯处理,塔顶得到甲苯,并进行收集或者将该甲苯返回至步骤(1)甲苯氧化单元中作为原料继续参与氧化反应,塔底得到主要含有苯甲醛和苯甲醇的甲苯衍生物;其中,甲苯分离塔塔顶温度100~180ºC,优选100~130ºC,塔底温度为120~250ºC,优选130~200ºC,压力为0.1~0.5MPa,优选0.1~0.5MPa。本专利技术中的压力,如无特别说明均是指绝对压力,所用的反应装置,例如塔器和设备,均为常用,无特殊要求。本专利技术取得的有益效果如下:本专利技术是在传统甲苯氧化和丙烯环氧化技术的基础上,开发出的一种由甲苯制备环氧丙烷的方法。本专利技术以甲苯氧化产生的苄基过氧化氢为丙烯环氧化提供过氧化物,丙烯过氧化反应中的转化率大于99.0%,环氧丙烷的收率大于95%,环氧丙烷的纯度大于99.5%。本专利技术具有生产成本低,安全性高,能耗低,工艺流程短,运行成本低,设备投资低,绿色环保等特点。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术。需要强调,这些实施例只用于对本专利技术作进一步说明,而不应理解为对本专利技术保护范围的限制。实施例1一种由甲苯制备环氧丙烷的方法,包括以下步骤:(1)甲苯氧化单元将甲苯预处理至压力1.4MPa,温度170ºC、空气预处理至1.4MPa,温度160ºC后加入氧化反应釜内,控制空气中氧气与甲苯的摩尔比为2:1,在2ppm氧化催化剂环烷酸钴、2ppm引发剂苄基过氧化氢和0.3ppm助剂积二磷酸酯的协同作用下,甲苯与空气中的氧气发生氧化反应,反应温度控制在160ºC,压力在1.3MPa,停留时间为45min,生成主要含苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的氧化反应液;(2)丙烯环氧化单元将丙烯与步骤(1)甲苯氧化单元中得到的氧化反应液在环氧化反应釜内进行接触,控制丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比为2.5:1,在环氧化催化剂存在条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)甲苯氧化单元甲苯与分子氧分别经预处理后加入氧化反应釜内,在氧化催化剂、引发剂、助剂存在条件下进行氧化反应,生成主要含苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的氧化反应液;其中,氧化反应的压力为0.3~2.6 MPa,温度为120~250 ºC,分子氧与甲苯的摩尔比为 (0.1~10):1,停留时间为30~180 min,氧化催化剂为环烷酸钴、醋酸钴和苯甲酸钴中的一种或几种,含量为0.1~20 ppm,引发剂是苄基过氧化物、苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸和过氧化氢中的一种或几种,含量为0.1~20 ppm,助剂为积二磷酸酯,含量为0.1~1 ppm;(2)丙烯环氧化单元将丙烯与步骤(1)得到的氧化反应液在环氧化反应釜内进行接触,在环氧化催化剂存在条件下进行环氧化反应,生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的反应液;其中,丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比为(1~10):1,环氧化反应的压力为0.1~5 MPa,温度为25~200 ºC,停留时间为15~90 min;其中,环氧化反应在碱性添加剂存在下进行,碱性添加剂为碱性金属氧化物、液氨、氨水、氨气、碳酸铵、有机胺中的一种或几种,碱性添加剂的质量浓度为1~10000ppm;(3)脱轻组分单元将步骤(2)得到的反应液在脱轻塔中进行脱轻处理,塔顶得到丙烯和环氧丙烷的混合物,塔底得到主要含有苯甲醛、苯甲醇和甲苯的混合溶液;其中,脱轻塔塔顶温度为‑40~100 ºC,塔底温度为25~121 ºC,压力为0.1~5.0 MPa;(4)脱丙烯单元将步骤(3)得到的丙烯和环氧丙烷的混合物在丙烯分离塔中进行脱丙烯处理,塔顶得到丙烯,并进行收集或者将该丙烯返回至步骤(2)丙烯环氧化单元中作为原料继续参与环氧化反应,塔底得到环氧丙烷溶液;其中,丙烯分离塔塔顶温度为‑40~100 ºC,塔底温度为25~150 ºC,压力为0.1~5.0 MPa;(5)脱环氧丙烷单元将步骤(4)得到的环氧丙烷溶液在环氧丙烷分离塔中进行脱环氧丙烷处理,塔顶得到环氧丙烷粗品,塔底得到含水杂质;其中环氧丙烷分离塔塔顶温度为0~100 ºC,塔底温度为50~150 ºC,压力为0.1~5.0 MPa;(6)环氧丙烷精制单元将步骤(5)得到的环氧丙烷粗品在环氧丙烷萃取精馏塔中进行精制,塔顶得到环氧丙烷产品;其中,环氧丙烷萃取精馏塔塔顶温度为0~100 ºC,塔底温度为50~150 ºC,压力为0.1~5.0 MPa,所用萃取剂为C3‑C10烃和工艺水中的一种或几种;(7)脱甲苯单元将步骤(3)得到的主要含有苯甲醛、苯甲醇和甲苯的混合溶液在甲苯分离塔中进行脱甲苯处理,塔顶得到甲苯,并进行收集或者将该甲苯返回至步骤(1)甲苯氧化单元中作为原料继续参与氧化反应,塔底得到主要含有苯甲醛和苯甲醇的甲苯衍生物;其中,甲苯分离塔塔顶温度100~180 ºC,塔底温度为120~250 ºC,压力为0.1~0.5 MPa。...

【技术特征摘要】
1.一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)甲苯氧化单元甲苯与分子氧分别经预处理后加入氧化反应釜内,在氧化催化剂、引发剂、助剂存在条件下进行氧化反应,生成主要含苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的氧化反应液;其中,氧化反应的压力为0.3~2.6MPa,温度为120~250ºC,分子氧与甲苯的摩尔比为(0.1~10):1,停留时间为30~180min,氧化催化剂为环烷酸钴、醋酸钴和苯甲酸钴中的一种或几种,含量为0.1~20ppm,引发剂是苄基过氧化物、苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸和过氧化氢中的一种或几种,含量为0.1~20ppm,助剂为积二磷酸酯,含量为0.1~1ppm;(2)丙烯环氧化单元将丙烯与步骤(1)得到的氧化反应液在环氧化反应釜内进行接触,在环氧化催化剂存在条件下进行环氧化反应,生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的反应液;其中,丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比为(1~10):1,环氧化反应的压力为0.1~5MPa,温度为25~200ºC,停留时间为15~90min;其中,环氧化反应在碱性添加剂存在下进行,碱性添加剂为碱性金属氧化物、液氨、氨水、氨气、碳酸铵、有机胺中的一种或几种,碱性添加剂的质量浓度为1~10000ppm;(3)脱轻组分单元将步骤(2)得到的反应液在脱轻塔中进行脱轻处理,塔顶得到丙烯和环氧丙烷的混合物,塔底得到主要含有苯甲醛、苯甲醇和甲苯的混合溶液;其中,脱轻塔塔顶温度为-40~100ºC,塔底温度为25~121ºC,压力为0.1~5.0MPa;(4)脱丙烯单元将步骤(3)得到的丙烯和环氧丙烷的混合物在丙烯分离塔中进行脱丙烯处理,塔顶得到丙烯,并进行收集或者将该丙烯返回至步骤(2)丙烯环氧化单元中作为原料继续参与环氧化反应,塔底得到环氧丙烷溶液;其中,丙烯分离塔塔顶温度为-40~100ºC,塔底温度为25~150ºC,压力为0.1~5.0MPa;(5)脱环氧丙烷单元将步骤(4)得到的环氧丙烷溶液在环氧丙烷分离塔中进行脱环氧丙烷处理,塔顶得到环氧丙烷粗品,塔底得到含水杂质;其中环氧丙烷分离塔塔顶温度为0~100ºC,塔底温度为50~150ºC,压力为0.1~5.0MPa;(6)环氧丙烷精制单元将步骤(5)得到的环氧丙烷粗品在环氧丙...

【专利技术属性】
技术研发人员:马东兴吴迪王勐张玉妹刘永英李彦欣李丽王素霞宛悍东
申请(专利权)人:河北美邦工程科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:河北,13

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1