一种环氧丙烷的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环氧丙烷的制备方法，所述方法是对初级环氧化反应后的物料进行叔丁基过氧化氢的浓缩处理，首先利用精馏将低沸点的未反应的丙烯和PO分离，然后利用精馏实现对反应体系中TBHP浓度的提升，具体是通过减少TBA，提高TBHP和催化剂的浓度，提高了环氧化反应速率；最为重要的是还可以将初级环氧化反应产生的丙酮和水进行分离后，进行二级环氧化反应，提高了反应速率和PO的选择性。提高了反应速率和PO的选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧丙烷的制备方法


[0001]本专利技术属于环氧丙烷
，具体涉及一种环氧丙烷的制备方法。

技术介绍

[0002]环氧丙烷是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料。
[0003]现有工艺中，常使用乙苯、异丁烷或异丙苯氧化氧化制备有机过氧化物如氢过氧化乙苯(EBHP)、叔丁基过氧化氢(TBHP)或异丙苯过氧化氢(CHP)等有机过氧化物，再在催化剂作用下下与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷。以叔丁基过氧化氢为例，其反应式为
[0004][0005]在丙烯与TBHP的环氧化反应中丙烯为过量，通常要求TBHP转化率大于99％，一方面是基于工艺需要，高TBHP转化率，得到更多的PO；另一方面，是基于工艺安全需要，如果反应过程中TBHP残余多，则后处理的废液中TBHP含量会升高，会给焚烧处理等带来安全隐患。
[0006]因此，如何提高环氧丙烷制备过程中环氧丙烷的反应速率，并进而提高PO的选择性，是本领域急需解决的问题。

技术实现思路

[0007]为了改善现有技术的不足，本专利技术提供一种环氧丙烷的制备方法，所述方法通过精馏塔的设置实现对反应体系中TBHP浓度的提升，可以提高TBHP反应的速率和环氧丙烷的选择性。
[0008]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0009]一种环氧丙烷的制备方法，所述环氧丙烷的制备原料包括丙烯、叔丁基过氧化氢、叔丁醇和催化剂；
[0010]所述制备方法包括对初级环氧化反应后的物料进行叔丁基过氧化氢的浓缩处理步骤。
[0011]根据本专利技术，所述初级环氧化反应是将丙烯、叔丁基过氧化氢、叔丁醇和催化剂混合后进行的环氧化反应，此反应过程为快反应阶段，在初级环氧化反应过程中，叔丁基过氧化氢的转化率可以达到约85-95％。
[0012]根据本专利技术，所述初级环氧化反应过程中，丙烯与叔丁基过氧化氢的摩尔比为1.6～3.0:1；叔丁醇是初级环氧化反应过程中的溶剂，其可以为反应提供反应介质。
[0013]根据本专利技术，催化剂为本领域常规的利用叔丁基过氧化氢制备环氧丙烷的催化
剂，例如为含钼的催化剂(示例性地，其中的钼含量为5-30wt％、例如为8-15wt％)，具体例如为钼的二烷基二醇化合物(如乙二醇钼)、钼过氧化物复配物等。示例性地，所述催化剂的加入量为100～1000ppm。
[0014]根据本专利技术，所述初级环氧化反应的温度为120～140℃，所述初级环氧化反应的停留时间为0.5～0.8hr，所述初级环氧化反应的压力为3.2～4.0MPa。
[0015]根据本专利技术，所述初级环氧化反应可以采用等温反应的方式，也可以采用阶梯升温的方式。
[0016]根据本专利技术，经过初级环氧化反应后的物料中含有未反应的丙烯、叔丁基过氧化氢和叔丁醇，以及反应生成的环氧丙烷及少量的杂质组分(如水、丙酮等)。
[0017]根据本专利技术，经过初级环氧化反应后的物料中含有10～25wt％的未反应的丙烯、1.5～5.0wt％的叔丁基过氧化氢、30～60wt％的叔丁醇、10～20wt％的环氧丙烷、及2～4％wt％的杂质组分(如0.01～0.40wt％的水、0.1～0.4wt％的丙酮等)。
[0018]根据本专利技术，对初级环氧化反应后的物料进行TBHP的浓缩处理步骤前，还可以先进行丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤；其中，丙烯的分离处理步骤的目的是分离出未反应的丙烯，使得物料循环利用，节省工艺成本，而且由于丙烯的沸点低于环氧丙烷，所以在分离环氧丙烷时必然会将未反应的丙烯从反应体系中分离出去；环氧丙烷的分离处理步骤的目的是避免后续反应过程中将已经生成的环氧丙烷发生聚合、开环等系列副反应。
[0019]根据本专利技术，丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤均是采用本领域常见的分离步骤进行的，例如是在精馏塔中或闪蒸塔中进行的。
[0020]根据本专利技术，丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤可以是在同一精馏塔中进行的；也可以是在两个精馏塔中进行的，即先在一个精馏塔内进行精馏处理并分离出丙烯，随后在另一个精馏塔内进行精馏处理并分离出环氧丙烷。
[0021]其中，所述丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤在同一精馏塔中进行时，精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为95～105℃，优选100℃；精馏塔塔顶压力为1.9～2.2MPa，回流比为1.6～1.8，使用-20℃的低温冷媒。
[0022]其中，所述丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤在两个精馏塔中进行时，分离丙烯的精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为100～110℃，精馏塔塔顶压力为0.6～0.7MPa，回流比为1～1.2；分离环氧丙烷的精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为100～110℃，精馏塔塔顶压力为0.15～0.20MPa，回流比为2.5～2.0。
[0023]根据本专利技术，对分离出丙烯和环氧丙烷的初级环氧化反应后的物料进行TBHP的浓缩处理步骤。
[0024]根据本专利技术，分离出丙烯和环氧丙烷的初级环氧化反应后的物料中含有2～7wt％的叔丁基过氧化氢、70～90wt％的叔丁醇、3～5wt％的杂质组分(如0.05～0.50wt％的水、0.15～0.50wt％的丙酮等)。
[0025]根据本专利技术，所述叔丁基过氧化氢的浓缩处理步骤例如是在精馏塔中进行的，精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为60～80℃，精馏塔塔顶压力为0.05～0.08MPa，回流比为0.8～1.5。
[0026]根据本专利技术，所述叔丁基过氧化氢的浓缩处理步骤后可以得到含有叔丁醇、以及
丙酮、水等少量杂质的气相组分，同时得到浓缩后的叔丁基过氧化氢和叔丁醇、以及杂质含量更少的液相组分。
[0027]根据本专利技术，叔丁基过氧化氢的浓缩处理步骤可以实现叔丁基过氧化氢浓度提高的目的，同时还去除能显著降低环氧化反应速率的溶剂丙酮，也大幅度减少了对产物环氧丙烷有破坏作用的水的含量。
[0028]根据本专利技术，浓缩后的叔丁基过氧化氢和叔丁醇、以及少量杂质的液相组分中，叔丁基过氧化氢的质量百分含量为5.0～10.0wt％，丙酮的质量百分含量为0.01～0.2wt％，水的质量百分含量为0.01～0.2wt％。
[0029]根据本专利技术，对初级环氧化反应后的物料进行TBHP的浓缩处理步骤后，还可以进行二级环氧化反应，所述二级环氧化反应可以采用等温反应，也可以采用绝热反应，反应温度为130～135℃，反应压力为3～4MPa。
[0030]根据本专利技术，所述二级环氧化反应过程中还可以加入丙烯，所述丙烯的加入量与反应体系中叔丁基过氧化氢的摩尔比为3.0～10.0:1，优选5.0～6.0:1；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧丙烷的制备方法，所述环氧丙烷的制备原料包括丙烯、叔丁基过氧化氢、叔丁醇和催化剂；所述制备方法包括对初级环氧化反应后的物料进行叔丁基过氧化氢的浓缩处理步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初级环氧化反应是将丙烯、叔丁基过氧化氢、叔丁醇和催化剂混合后进行的环氧化反应。优选地，所述初级环氧化反应的温度为120～140℃，所述初级环氧化反应的停留时间为0.5～0.8hr，所述初级环氧化反应的压力为3.2～4.0MPa。优选地，所述初级环氧化反应可以采用等温反应的方式，也可以采用阶梯升温的方式。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，经过初级环氧化反应后的物料中含有未反应的丙烯、叔丁基过氧化氢和叔丁醇，以及反应生成的环氧丙烷及少量的杂质组分(如水、丙酮等)。优选地，经过初级环氧化反应后的物料中含有10～25wt％的未反应的丙烯、1.5～5wt％的叔丁基过氧化氢、30～60wt％的叔丁醇、10～20wt％的环氧丙烷、及2～4％wt％的杂质组分(如0.01～0.40wt％的水、0.1～0.4wt％的丙酮等)。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，对初级环氧化反应后的物料进行TBHP的浓缩处理步骤前，还可以先进行丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤可以是在同一精馏塔中进行的；也可以是在两个精馏塔中进行的，即先在一个精馏塔内进行精馏处理并分离出丙烯，随后在另一个精馏塔内进行精馏处理并分离出环氧丙烷。优选地，所述丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤在同一精馏塔中进行时，精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为95～105℃，优选100℃；精馏塔塔顶压力为1.9～2.2MPa，回流比为1.6～1.8，使用-20℃的低温冷媒。优选地，所述丙烯的分离处理步骤和环氧丙烷的分离处理步骤在两个精馏塔中进行时，分离丙烯的精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为100～110℃，精馏塔塔顶压力为0.6～0.7MPa，回流比为1～1.2；分离环氧丙烷的精馏塔的操作条件是精馏塔塔釜温度为100～110℃，精馏塔塔顶压力为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马敏，代俊明，解淑民，朱德权，
申请(专利权)人：信汇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：