一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统及方法，该系统包括相连接的脱氢单元和分离单元，分离单元的一部分丙烯输出送至系统外，另一部分丙烯输出与环氧化单元连接，分离单元的氢气输出与过氧化氢单元连接，过氧化氢单元的过氧化氢输出及甲醇输出与环氧化单元连接进行环氧化反应产出环氧丙烷。该方法将廉价的丙烷、水、空气作为原料，利用丙烷脱氢副产氢气作为制备过氧化氢的原料，采用增产1.71～30.83万吨/年丙烯同时增产氢气副产品，以达到氢气产出量与需要量相同的技术目的，实现了丙烷工业化连续制备环氧丙烷。产品纯度≥99.95wt％，色度≤5，醛酸≤0.008wt％，水≤0.02wt％。水≤0.02wt％。水≤0.02wt％。

【技术实现步骤摘要】
一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种生产环氧丙烷的系统及方法，尤其涉及一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统及方法。

技术介绍

[0002]国内外环氧丙烷PO的工艺生产技术主要有氯醇CHPO法、环氧丙烷/苯乙烯PO/SM共氧化法、环氧丙烷/叔丁醇PO/TBA共氧化法、异丙苯氧化CHPPO法和双氧水氧化HPPO法，这些工艺技术均采用价格较昂贵的丙烯作为制备环氧丙烷的原料，因此工程建设投资回收期较长。
[0003]专利CN200710010674.X公开了一种丙烷和分子氧直接氧化制备环氧丙烷的装置，具体公开了在双层玻璃介质构成的环形空隙中，丙烷分子在等离子体形成的高能电子作用下，生成异丙基自由基和正丙基自由基，其中异丙基自由基与氧气分子在等离子体中形成的活性氧物质相互作用进行选择氧化反应生成环氧丙烷。由此在非催化条件下，原料廉价清洁，工艺操作过程简单，无设备腐蚀和环境污染的问题，是一步法低成本绿色合成环氧丙烷的工艺路线。在实施例1～实施例3中，丙烷转化率8.4～39.2％，环氧丙烷选择性5.1～9.4％。然而该专利仅是实验室小规模间歇制备环氧丙烷的方法，存在“放大效应”问题，而且丙烷转化率和环氧丙烷选择性都较低，无法应用到工业规模连续制备环氧丙烷产品中以降低工程建设投资回收期。
[0004]专利CN201810699480.3公开了一种环氧丙烷联产芳烃的系统和方法，具体公开了将环氧丙烷生产过程中的溶剂甲醇用于制备烃类的过程，同时将甲醇制备烃类过程副产的氢气和丙烯用于制备双氧水，解决了双氧水的来源问题，符合“原子经济”的概念。生产出的丙烯副产品作为环氧丙烷的原料，降低了环氧丙烷生产工艺的能耗，大幅度降低了生产环氧丙烷的蒸汽消耗，蒸汽消耗下降达到50％以上。在实施例1～实施例3中，采用甲醇制芳烃工艺技术，消耗180万吨甲醇原料，生产25万吨环氧丙烷产品的同时联产45.5～61.0万吨芳烃；采用甲醇制烯烃工艺技术，消耗180万吨甲醇原料，生产25万吨环氧丙烷产品的同时联产32.0万吨乙烯和丙烯。该专利作为溶剂的甲醇改为甲醇制芳烃的原料，消耗量巨大，在生产环氧丙烷产品的同时联产大量芳烃或者乙烯和丙烯，难以降低环氧丙烷项目的工程建设投资回收期。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的第一个目的是提供一种原料用量少、产品产量大而副产物少且成本低的工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统；
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的方法。
[0007]技术方案：本专利技术所述的工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统，包括相连接的脱氢单元和分离单元，所述分离单元的第一输出送至系统外，所述分离单元的第二输出与过氧化氢单元的第一输入连接，所述过氧化氢单元的第二输入、第三输入分别与水、空气的输
出连接，所述过氧化氢单元的输出与环氧化单元的第二输入连接，所述环氧化单元的第三输入与甲醇输出连接；所述环氧化单元产出的环氧丙烷输出经精制单元精制后送至系统外，所述环氧化单元的第一部分物料输出与再生单元的输入连接用于再生出甲醇，所述再生单元的甲醇输出与环氧化单元的第四输入连接；所述环氧化单元的第二部分物料输出与回收单元的输入连接。
[0008]优选的，述脱氢单元和分离单元之间依次连接有用于冷却的急冷单元和用于增压的压缩单元。
[0009]优选的，所述过氧化氢单元包括依次连接的氢化单元、氧化单元、萃取单元和提浓单元。
[0010]利用上述工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统的方法，包括以下步骤：
[0011](S1)丙烷进入脱氢单元进行脱氢反应，经分离单元分离出丙烯和氢气，所述丙烯的第一部分送至系统外，所述氢气与水、空气进入过氧化氢单元产出过氧化氢；
[0012](S2)甲醇、通过分离单元分离出的丙烯的第二部分与通过过氧化氢单元产出过氧化氢进入环氧化单元进行环氧化反应产出环氧丙烷，环氧化单元中的第一部分物料进入再生单元再生出循环甲醇返回到环氧化单元，环氧化单元中的第二部分物料进入回收单元回收出丙二醇单甲醚、丙二醇异甲醚、丙二醇送至系统外。
[0013]优选的，步骤(S1)中所述脱氢单元的反应压力为0.05～0.85MPaA，反应温度为410～610℃，水/丙烷摩尔比为1.0～10.0：1，丙烷质量空速为3.0～8.0h
‑1；脱氢单元的催化剂为Pt
‑
Sn
‑
Al氧化物。
[0014]优选的，步骤(S1)中，所述过氧化氢单元内发生氢化反应和氧化反应，所述氢化反应压力为0.20～4.60MPaA，反应温度为38～75℃，催化剂为Pd
‑
Pt活性组分蒽醌加氢催化剂，氢气与工作液体积流量比为0.5～10.0：1，物料体积空速为4.0～20.0h
‑1。
[0015]优选的，步骤(S1)中，所述过氧化氢单元内发生氢化反应和氧化反应，所述氧化反应压力为0.25～0.60MPaA，反应温度为45～55℃，空气与工作液体积流量比为5.0～40.0：1，物料体积空速为4.0～120.0h
‑1。
[0016]优选的，步骤(S2)中，甲醇/过氧化氢摩尔比为4.0～18.0：1，丙烯/过氧化氢摩尔比为1.2～10.0：1，丙烯重量空速0.5～8.0h
‑1。
[0017]优选的，步骤(S2)中，所述环氧化单元的反应压力为0.40～5.60MPaA，反应温度为20～95℃。
[0018]优选的，步骤(S2)中，所述环氧化单元中加入催化剂，所述催化剂为TS
‑
1型钛硅分子筛催化剂，所述催化剂中的钛硅比为SiO2：TiO2＝10～200：1。
[0019]有益效果：本专利技术与现有技术相比，取得如下显著效果：1、将廉价的丙烷、水、空气作为原料，连续制备高附加值环氧丙烷产品，同时合理利用丙烷脱氢副产氢气作为制备过氧化氢的原料，采用增产1.71～30.83万吨/年丙烯的技术手段同时增产氢气副产品，以达到氢气产出量与需要量相同的技术目的，由此实现了丙烷工业化连续制备环氧丙烷；2、产品纯度≥99.95wt％，色度≤5，醛酸≤0.008wt％，水≤0.02wt％；3、项目投资回收期从现有技术7.52～8.67年减少到本专利技术4.69～6.01年，税后内部收益率从现有技术13.84～15.95％减少到本专利技术19.97～25.57％，提前回收投资2.66～2.83年，取得了较好的技术和经济效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0022]实施例1
[0023]本专利技术公开了一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统，包括相连接的脱氢单元A1和分离单元A4，脱氢单元A1和分离单元A4之间依次连接有用于冷却的急冷单元A2和用于增压的压缩单元A3，分离单元A4分离出的丙烯一部分送至系统外，丙烯的另一部分与过氧化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统，其特征在于，包括相连接的脱氢单元(A1)和分离单元(A4)，所述分离单元(A4)的第一输出送至系统外，所述分离单元(A4)的第二输出与过氧化氢单元的第一输入连接，所述过氧化氢单元的第二输入、第三输入分别与水、空气的输出连接，所述过氧化氢单元的输出与环氧化单元(C1)的第二输入连接，所述环氧化单元(C1)的第三输入与甲醇输出连接；所述环氧化单元(C1)产出的环氧丙烷输出经精制单元(C2)精制后送至系统外，所述环氧化单元(C1)的第一部分物料输出与再生单元(C3)的输入连接用于再生出甲醇，所述再生单元(C3)的甲醇输出与环氧化单元(C1)的第四输入连接；所述环氧化单元(C1)的第二部分物料输出与回收单元(C4)的输入连接。2.根据权利要求1所述的工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述脱氢单元(A1)和分离单元(A4)之间依次连接有用于冷却的急冷单元(A2)和用于增压的压缩单元(A3)。3.根据权利要求1所述的工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统，其特征在于，所述过氧化氢单元包括依次连接的氢化单元(B1)、氧化单元(B2)、萃取单元(B3)和提浓单元(B4)。4.一种利用权利要求1所述的工业化丙烷连续生产环氧丙烷的系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)丙烷进入脱氢单元(A1)进行脱氢反应，经分离单元(A4)分离出丙烯和氢气，所述丙烯的第一部分送至系统外，所述氢气与水、空气进入过氧化氢单元产出过氧化氢；(S2)甲醇、通过分离单元(A4)分离出的丙烯的第二部分与通过过氧化氢单元产出过氧化氢进入环氧化单元(C1)进行环氧化反应产出环氧丙烷，环氧化单元(C1)中的第一部分物料进入再生单元(C3)再生出循环甲醇返回到环氧化单元(C1)，环氧化单元(C1)中的第二部分物料进入回收单元(C4)回收出丙二醇单甲醚、丙二醇异甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐绮颖，周换兰，杨波丽，余超，白玫，李真泽，何琨，
申请(专利权)人：中石化上海工程有限公司中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：