一种精制环氧丙烷的方法技术

本发明专利技术提供了一种精制环氧丙烷的方法，该方法包括：将含有环氧丙烷、有机溶剂和水的溶液送入环氧丙烷分离精制单元进行分离得到环氧丙烷产品和有机溶剂水溶液，其中，所述有机溶剂的沸点比水的沸点低；将所述有机溶剂水溶液送入包括多个塔式分离器的多效蒸发系统中进行有机溶剂的回收；其中，控制所述多效蒸发系统中的最高压蒸发级中的条件使得从所述多效蒸发系统中的最低压蒸发级的塔顶得到的有机溶剂蒸气能够作为所述环氧丙烷分离精制单元的至少部分热源。根据本发明专利技术的精制环氧丙烷的方法，能耗低且设备投入成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精制环氧丙烷的方法。
技术介绍
环氧丙烷（Propylene Oxide）是有机合成的重要原料，其是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，主要用于生产聚醚、丙二醇、丙二醇醚等，也是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的重要原料。环氧丙烷的衍生物还广泛用于食品、烟草、农药及化妆品等行业，目前，已生产的下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。目前，环氧丙烷生产工艺主要有氯醇法、共氧化法以及直接氧化法，其中，前两种生产方法都存在成本高、污染大等缺陷。而直接氧化法则是在钛硅分子筛催化剂的作用下，使用双氧水直接氧化丙烯合成环氧丙烷的方法，该方法具有条件温和、工艺简单、产品选择性好和环境友好等特点，因此采用钛硅分子筛催化丙烯环氧化合成环氧丙烷的直接氧化法被认为是环氧丙烷合成技术的发展趋势。丙烯和双氧水的直接环氧化工艺中一般采用大量的甲醇作为溶剂，将过量的丙烯溶解在甲醇溶液中与双氧水进行反应，从而保证较高双氧水的转化率和环氧丙烷的选择性，然而在获得高选择性的条件下同样使得反应产物中存在大量循环溶剂，由此导致后续产品分离能耗很高。因此，降低溶剂回收的能耗同样是直接氧化法工艺能否大规模应用的关键步骤。以下专利文献公开了不同的环氧丙烷精制方法：US5599955A通过连续蒸馏步骤分离和精制直接环氧化反应产物。CN1398262A、US6024840A、US6646141A1、EP2168953A1采用包括精馏塔、丙烯汽提塔、萃取精馏塔结合的流程精制直接环氧化产物，得到环氧丙烷。US6881853B2公开了一种采用两个分离塔，一个丙烯吸收塔的流程分离直接环氧化反应产物的方法。US7863468B2公开了一种生产环氧丙烷的方法包括采用两个精馏塔，将环氧丙烷与丙烯等不凝气分离，然后分别对环氧丙烷、粗甲醇及丙烯进行精制。以上有关环氧丙烷精制的现有技术中溶剂（例如甲醇）回收均采用普通精馏的方法一步完成，其仅适用于环氧丙烷生产规模不大的情况，然而当环氧丙烷生产规模扩大后，所需精制的醇类溶剂量急剧增加，如年产20万吨的环氧丙烷装置，若采用甲醇作为溶剂，循环甲醇的处理量约为100-150吨/小时左右，其相当于一个100万吨/年的甲醇精制装置处理量，此时，若采用一步精馏分离甲醇则能耗显然过高。多效精馏作为一种节能工艺，以低能耗，低品位热量利用和高热力学效率在工业生产中的应用日益广泛。简单地讲，多效精馏就是利用高压精馏塔的塔顶蒸汽冷凝潜热，来加热相邻低压塔的塔底物料，即以高压塔塔顶蒸汽作为低压塔塔底再沸器的热源，两塔共用一个热交换器，从而达到节约能量和投资的目的。一般，多效精馏系统一般由若干压力不同的精馏塔构成，根据塔压由高到低的顺序排列，依次用高压塔的塔顶蒸汽作为相邻低压塔再沸器的热源，整个系统只有第一个塔的再沸器由外界直接供能。也就是说，除压力最高的塔之外，其余各塔塔顶蒸汽的冷凝热均被精馏系统自身收回利用，从而使整个精馏过程的能耗大为降低。多效精馏的工艺流程按照效数可分为两效、三效等等，然而随效数增加，虽然能耗降低，但塔数也增加，从而导致设备投入费用大量增加。而且效数越多，每增加一效的节能效果也越来越低，因此，实际应用过程中，也不能采用过多的效数，目前，工业生产多效精馏中应用最普遍的是两效、三效，四效以上的精馏工艺极少。甲醇精馏技术目前基本都采用成熟的两效或三效精馏的方法，其不仅可以降低水蒸气的消耗量，而且还能减少冷却水用量和耗电量，提高热力学效率。具体地，CN101130484A公开了一种用于粗甲醇精制的减压逆流双效精馏方法，这是一种改进的甲醇双效精馏工艺，采用了一种减压逆流双效精馏方法，即第一个精馏塔在减压下操作，第二个精馏塔在微加压条件下操作。原料从前效（减压塔）进料，前效的釜液作为后效（微加压塔）的进料；作为热源的低压蒸气则从后效（微加压塔）加入，即作为微加压塔再沸器的热源，利用后效（微加压塔）塔顶精甲醇蒸汽的冷凝潜热作为前效（减压塔）塔釜再沸器的热源，减压塔无需额外补充低压蒸汽。由于直接环氧化过程中使用的原料双氧水中含有30-75重量％左右的水，这些水会与作为溶剂的甲醇形成甲醇水溶液，而作为溶剂的甲醇一般需要循环使用，因此需将甲醇和水进行进一步分离。如前所述，在直接环氧化工艺中运用多效精馏方法分离甲醇水溶液无疑可以显著降低甲醇的精馏能耗，但由于直接环氧化过程中甲醇的循环量较大，因此随着装置规模的扩大，降低甲醇精馏的能耗仍是整个装置节能的关键。CN1444575A公开了一种制备环氧丙烷的方法，其中对甲醇水溶液的分离可通过两个精馏塔进行。第一个精馏塔和第二个精馏塔可采用顺流双效或逆流双效方式操作。当采用顺流双效方法操作时，第一个精馏塔优选在1-20巴（即0.105-2.1MPa）的压力下操作，第二个塔的底部用来自第一个塔的蒸气加热。在优选的实施方案中，第一个塔在比第二个塔更低的压力下操作，第一个塔的底部用来自第二个塔的蒸气加热。CN101084176A公开了一种在直接环氧化工艺中从包含甲醇和水的混合物中回收甲醇的方法，该方法在甲醇水溶液进行双效精馏前首先进行多级蒸发，每个蒸发级包括一个连续蒸发器和具有精馏段的蒸发塔，每一蒸发级到下一蒸发级压力逐渐降低，每一蒸发级中蒸发器利用来自本级中蒸发塔来的甲醇蒸气作热源，蒸发出一定数量的甲醇水溶液，同时甲醇蒸气冷凝为甲醇溶液出料。经过多个蒸发级处理后的甲醇水溶液再进入传统的双效精馏工艺进行精馏。从以上介绍可以看出，采用成熟的甲醇多效精馏方法可以有效降低直接环氧化工艺中甲醇分离的能耗。但是随着直接环氧化法制备环氧丙烷规模的扩大，仍然需要比现有技术更好的降低回收甲醇能耗、从而进一步降低包括环氧丙烷精制分离装置和溶剂回收装置的全装置能耗的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提供一种可以大幅度降低分离直接环氧化法得到的含有环氧丙烷、甲醇和水的反应产物的能耗的方法。为实现前述目的，本专利技术提供了一种精制环氧丙烷的方法，该方法包括：将含有环氧丙烷、有机溶剂和水的溶液送入环氧丙烷分离精制单元进行分离得到环氧丙烷产品和有机溶剂水溶液，其中，所述有机溶剂的沸点比水的沸点低；将所述有机溶剂水溶液送入包括多个塔式分离器的多效蒸发系统中进行有机溶剂的回收；其中，控制所述多效蒸发系统中的最高压蒸发级中的条件使得从所述多效蒸发系统中的最低压蒸发级的塔顶得到的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精制环氧丙烷的方法，该方法包括：将含有环氧丙烷、有机溶剂和水的溶液送入环氧丙烷分离精制单元进行分离得到环氧丙烷产品和有机溶剂水溶液，其中，所述有机溶剂的沸点比水的沸点低；将所述有机溶剂水溶液送入包括多个塔式分离器的多效蒸发系统中进行有机溶剂的回收；其特征在于，控制所述多效蒸发系统中的最高压蒸发级中的条件使得从所述多效蒸发系统中的最低压蒸发级的塔顶得到的有机溶剂蒸气能够作为所述环氧丙烷分离精制单元的至少部分热源。

【技术特征摘要】
1.一种精制环氧丙烷的方法，该方法包括：
将含有环氧丙烷、有机溶剂和水的溶液送入环氧丙烷分离精制单元进行
分离得到环氧丙烷产品和有机溶剂水溶液，其中，所述有机溶剂的沸点比水
的沸点低；
将所述有机溶剂水溶液送入包括多个塔式分离器的多效蒸发系统中进
行有机溶剂的回收；
其特征在于，控制所述多效蒸发系统中的最高压蒸发级中的条件使得从
所述多效蒸发系统中的最低压蒸发级的塔顶得到的有机溶剂蒸气能够作为
所述环氧丙烷分离精制单元的至少部分热源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述多效蒸发系统中的最
高压蒸发级中的条件使得从所述多效蒸发系统中的最低压蒸发级的塔顶得
到的有机溶剂蒸气能够作为环氧丙烷分离精制单元的全部热源。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多效蒸发系统包括2-3
个蒸发级。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多效蒸发系统包括2个蒸
发级。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，控制所述多效蒸
发系统中的最高压蒸发级中的条件使得所述有机溶剂水溶液中的20-80重量
%的有机溶剂从所述最高压蒸发级的塔顶得到。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，控制所述多效蒸发系统中的最

\t高压蒸发级中的条件使得所述有机溶剂水溶液中的40-60重量%的有机溶剂
从所述最高压蒸发级的塔顶得到。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，控制所述最高压
蒸发级中的条件使得从所述最低压蒸发级的塔顶得到的有机溶剂蒸气中有
机溶剂含量在90重量%以上，从所述最低压蒸发级的塔釜得到的水中有机
溶剂含量在1重量%以下。
8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭湘波，杨克勇，王瑾，林民，舒兴田，慕旭宏，李华，王伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11