一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法技术

本发明专利技术提供一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，该连续分离方法，包括将反应物料进行三相分离、过滤、精馏和脱水，催化剂水含量为1‑5%，具体涉及一种三相分离器与膜过滤及聚结器相耦合的催化剂分离工艺，经亲油处理的陶瓷膜过滤系统并与精馏进料系统相连，可以确保精馏单元的稳定运行，结合聚结器的二次脱水处理，可保证进入系统的水含量只占湿催化剂的5%以下，从而确保反应正常进行，完成稳定的连续合成环氧氯丙烷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法
本专利技术属于催化合成
，具体涉及一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法。
技术介绍
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，是丙烯衍生物中的一个大品种产品，主要用于合成甘油、环氧树脂、氯醇橡胶、硝化甘油炸药等，也可用作纤维素酯、树脂和纤维素醚的溶剂。此外，环氧氯丙烷还可用于合成表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂等多种产品，以及用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。目前已经工业化的环氧氯丙烷生产工艺主要有氯醇法、醋酸丙烯酯法和甘油法。氯醇法的缺点主要是废水、废渣量大，目前国家已限制其再上新装置；醋酸丙烯酯法缺点主要是反应步骤多和催化剂昂贵且不能再生，目前相关工业装置已停产；甘油法原料采用生物柴油副产甘油为原料，因此原料供应受限，无法大规模扩产，而且仍然存在着皂化工艺，因此废水、废渣也是该工艺的主要问题。随着国家可持续发展战略的推进，因此需要提供一种，原料来源广泛，反应时间短，收率高，可以实现绿色环保的工艺制备环氧氯丙烷。目前，国内外的研究主要集中在以双氧水为氧源，氯丙烯直接环氧化制备环氧氯丙烷的工艺，该工艺路线不产生含盐废水，仅仅只有反应生成的水，原子利用率高，污染小，绿色环保，其中反应控制相转移催化体系催化过氧化氢氧化氯丙烯合成环氧氯丙烷已完成世界首套千吨级中试的验证，但是由于反应控制相转移催化体系的反应特殊性，目前的反应方法及公开的相关专利都无法确保该催化体系的稳定循环及整体工艺的稳定运行。CN106865879A专利公开了一种从环氧氯丙烷废水中回收催化剂的方法，该方法包括：用H2O2水溶液作氧源，在磷钨杂多酸盐或磷钼杂多酸盐催化剂的作用下，在无溶剂的条件下将氯丙烯氧化，生成环氧氯丙烷，催化剂析出重复使用，整个过程只产生少量废水，但其废水中有极微量的催化剂，对其反应废水进行微旋流分离，以去除其中含有的催化剂颗粒，并回收利用催化剂，分离后的废水进一步生化降解处理。但是该技术中溶于油相的催化剂对产品的后续精馏带来的问题也非常大，油相中残余的催化剂有可能造成精馏塔的堵塔问题，从而影响整体工艺的稳定运行。CN206232636U技术专利公开了一种制环氧氯丙烷的催化剂循环利用回收装置。该催化剂循环利用回收装置，包括沉降槽、螺杆泵、液固分离器、水相缓冲槽、水相膜过滤器、油相膜过滤器。但是该专利没有考虑到回收催化剂的多余水含量的问题，而随循环催化剂返回到体系中的水含量将会降低运行体系氧源双氧水的浓度，从而影响该工艺的反应参数。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本专利技术提供一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，以实现以下专利技术目的：1、精馏过程，不会出现堵塔现象；2、降低回收催化剂中的水含量，保证体系双氧水浓度的稳定；3、确保体系反应效率稳定，催化体系的稳定循环及整体工艺的稳定运行。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，其特征在于，所述连续分离方法，包括将反应物料进行三相分离、过滤、精馏和脱水，催化剂水含量为1-5%；所述反应物料，油相150-160千克，水20-30千克，催化剂7-8千克；所述三相分离，物料进入三相分离器流速为180-190千克/小时；所述过滤，过滤孔径为0.1-0.2微米；所述过滤，采用亲油型膜过滤器进行过滤，流量为150-155千克/小时；所述精馏，塔顶温度为43-45℃，塔顶回流比为1.5-1.55；所述精馏，出料流量为125-130千克/小时；所述脱水，采用聚结器进行。具体地涉及一种三相分离器与膜过滤及聚结器相耦合的催化剂分离工艺，实现反应控制相转移催化剂的连续稳定析出，并确保回收催化剂达到循环使用的要求，是确保实现反应控制相转移催化过氧化氢氧化氯丙烯连续化合成环氧氯丙烷连续化生产的关键技术。本专利技术的三相分离器与膜过滤及聚结器相耦合的催化剂分离工艺，其特征是根据反应控制相转移催化剂析出后的物料平衡，该催化剂在析出点析出后，析出后的催化剂可以快速沉降至水的下层，但此时油层中仍会存在颗粒度在1微米以下的催化剂残余，该部分残余如果不经处理进入到精馏单元，将有可能发生堵塔等问题，影响到整体流程的稳定运行。通过设计一种精密度控制在0.2微米的经亲油处理的陶瓷膜过滤系统并与精馏进料系统相连，可以确保精馏单元的稳定运行，而富集下来的催化剂可集中处理再利用。由于经沉降分离的催化剂的水含量很大，该部分湿催化剂如果不经处理直接回催化剂配料罐，将会严重影响反应进行，本专利技术设计了一种可脱水的聚结器用于湿催化剂的二次脱水处理，可保证进入系统的水含量只占湿催化剂的5%以下，从而确保反应正常进行，完成稳定的连续合成环氧氯丙烷。采用上述技术方案，本专利技术的有益效果为：1、采用反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，可以降低回收催化剂中的水含量，保证了体系双氧水浓度的稳定；具体催化剂水含量为1-5%；2、采用反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，不会出现堵塔现象，实现产物精馏步骤的稳定运行；3、采用反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，确保体系反应效率稳定，进料双氧水浓度大于45%，催化体系的稳定循环及整体工艺的稳定运行；具体实施方式：下面结合具体的实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1环氧化反应物料以进料量（油150千克，水25千克，催化剂7.5千克）190千克/小时进入三相分离器，其中将油相含环氧氯丙烷的3-氯丙烯溶液以进料流量为150.00千克/小时通过0.2微米的亲油型膜过滤器后进入第一精馏塔：塔顶温度为44℃，塔顶回流比为1.52，回流罐液位自动控制在40％，塔顶出料流量为127.79千克/小时；塔顶出料中含有99.31重量％的3-氯丙烯，塔底出料的粗环氧氯丙烷的出料流量为22.21千克/小时，无聚合现象；从三相分离器底部以每小时15公斤放料速度连续放出湿催化剂，该湿催化剂，其液含量为50%，该液含量主要由氯丙烯、环氧氯丙烷及水组成；将湿催化剂通过聚结器进行脱水干燥，干燥至催化剂水含量为5%，后直接放入催化剂配料罐，实现催化剂的连续分离循环，匹配7.5千克催化剂的21公斤50%的双氧水浓度可以保持为47.5%。对比例1环氧化反应物料以进料量（油相150千克，水25千克，催化剂7.5千克）190千克/小时进入三相分离器，其中将含环氧氯丙烷的3-氯丙烯溶液以进料流量为150.00千克/小时不通过亲油型膜过滤器直接进入第一精馏塔；塔顶温度为44℃，塔顶回流比为1.52，回流罐液位自动控制在40％，塔顶出料流量为127.79千克/小时，塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，其特征在于，所述连续分离方法，包括将反应物料进行三相分离、过滤、精馏和脱水，催化剂水含量为1-5%。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于反应控制相转移催化体系的连续化合成环氧氯丙烷的催化剂连续分离方法，其特征在于，所述连续分离方法，包括将反应物料进行三相分离、过滤、精馏和脱水，催化剂水含量为1-5%。


2.根据权利要求1所述的连续分离方法，其特征在于，所述脱水，采用聚结器进行。


3.根据权利要求1所述的连续分离方法，其特征在于，所述过滤，过滤孔径为0.1-0.2微米。


4.根据权利要求3所述的连续分离方法，其特征在于，所述过滤，采用亲油型膜过滤器进行过滤，流量为150-155千克/小时。

【专利技术属性】
技术研发人员：李通，常青，戴文，齐国庆，高爽，王立委，周树鹏，
申请(专利权)人：山东新龙集团有限公司，中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37