环氧丙烷物流的分离方法和环氧化反应产物分离方法以及丙烯环氧化方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧丙烷物流的分离方法、环氧化反应产物分离方法和丙烯环氧化方法，所述分离方法包括将所述环氧丙烷物流在甲醇精馏塔中进行精馏，在萃取精馏条件下，将从甲醇精馏塔的塔顶采出的粗环氧丙烷与萃取剂在萃取精馏塔中接触，得到环氧丙烷产品以及含有少量环氧丙烷的萃取液，萃取精馏塔的塔釜温度为低于100℃，将萃取液在环氧丙烷精馏塔中进行精馏，从环氧丙烷精馏塔的塔顶得到回收环氧丙烷，将至少部分回收环氧丙烷送入甲醇精馏塔和/或萃取精馏塔中进行分离。所述精制方法能以较低的萃取剂的用量，有效地脱除粗环氧丙烷中的杂质，特别是甲醇，并能采用低温热源作为萃取精馏塔的再沸器的热源。为萃取精馏塔的再沸器的热源。为萃取精馏塔的再沸器的热源。

【技术实现步骤摘要】
环氧丙烷物流的分离方法和环氧化反应产物分离方法以及丙烯环氧化方法


[0001]本专利技术涉及一种环氧丙烷物流的分离方法，本专利技术还涉及一种环氧化反应产物分离方法，本专利技术进一步涉及一种丙烯环氧化方法。

技术介绍

[0002]环氧丙烷(Propylene Oxide，PO)是仅次于聚丙烯、丙烯腈的第三大丙烯类衍生有机化合物原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等。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。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。
[0003]环氧丙烷生产工艺主要有氯醇法、共氧化法(也称间接氧化法)和直接氧化法。氯醇法生产历史悠久，具有工艺成熟、操作弹性大、选择性好、对原料丙烯纯度要求低、固定投资少等优点；但是，氯醇法产生大量废水和废渣。每生产1吨环氧丙烷，产生40-50吨含氯废水和2吨废渣，并且生产过程中产生次氯酸对设备腐蚀严重。共氧化法主要为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法，克服了氯醇法的腐蚀设备、污水多的缺点，对环境污染少，成本较低；缺点是工艺流程长、原料品种多、丙烯纯度要求高、投资较大、必须兼顾联产产品等。
[0004]过氧化氢直接氧化法(HPPO)由过氧化氢和丙烯直接反应，只生成环氧丙烷和水，工艺流程简单，产品收率高，无联产产品，基本无污染，对环境比较友好，因此HPPO被认为是环氧丙烷合成技术的发展趋势。
[0005]随着环氧丙烷下游企业对环氧丙烷产品纯度及杂质的要求越来越严格，HPPO工艺过程中对环氧丙烷产品精制的要求也越来越苛刻。HPPO工艺中，通常使用醇类物质作为反应溶剂，优选甲醇溶剂作为反应溶剂，因此环氧丙烷产品精制过程中，除考虑乙醛、甲酸甲酯等沸点比环氧丙烷低的轻杂外，还必须脱除其中的醇类物质，包括甲醇溶剂及反应生成的乙醇、丙醇、丙二醇等。通过蒸馏脱除甲醇等醇类物质至很低的浓度，如100ppm以下，需要使用高分离精度的蒸馏塔，在高理论板数和高回流比下操作，造成高经济投资和高能耗。相比而言，萃取精馏则是一种经济有效的精制环氧丙烷产品的方法。
[0006]CN1714087A和CN101298443A公开了一种只通过一步萃取蒸馏，对粗环氧丙烷进行精制，得到甲醇含量低于100ppm的环氧丙烷产品的方法。该方法采用水作为萃取剂进行萃取精馏，但是为控制萃取精馏后环氧丙烷产品中的甲醇含量，萃取剂用量偏大，并且很难进一步降低甲醇含量。
[0007]CN1714087A和CN101298443A公开的方法中，由萃取精馏产生的含有萃取剂和甲醇的塔底产物一般是与从环氧化反应产物中分离出的含有甲醇和水的物流合并进行催化氢化，接着脱除萃取溶剂后循环用于环氧化反应。在萃取剂用量较高时，一方面需要使用体积庞大的萃取精馏塔，提高了萃取精馏塔的建设成本和运行成本，降低了萃取精馏塔的容积效率；另一方面则增加了进入甲醇精制系统的液体量，提高了循环系统(例如：输送管道和泵等液体输送设备)以及甲醇精制系统(例如：甲醇精馏塔)的处理量和能耗。同时，由于萃
取剂通常为水，还导致最终废水的生成量增加，不利于环保。
[0008]因此，仍需开发既能有效降低环氧丙烷产品的杂质含量，特别是甲醇含量，又能降低萃取剂用量的环氧丙烷精制方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种环氧丙烷物流分离方法，该方法既能有效降低环氧丙烷产品的杂质含量，又能降低萃取剂用量，同时该方法控制萃取精馏塔的塔釜温度为低于100℃，能够采用低温蒸汽作为萃取精馏塔的热源。
[0010]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种环氧丙烷物流的分离方法，所述环氧丙烷物流含有环氧丙烷和甲醇，该方法包括以下步骤：
[0011](1)将所述环氧丙烷物流在甲醇精馏塔中进行精馏，从甲醇精馏塔的塔顶得到粗环氧丙烷，从甲醇精馏塔的塔底得到含有甲醇的甲醇精馏塔塔底流出液；
[0012](2)在萃取精馏条件下，将所述粗环氧丙烷与萃取剂在萃取精馏塔中接触，从萃取精馏塔的塔顶得到环氧丙烷产品，从萃取精馏塔的塔底得到含有萃取剂、甲醇和环氧丙烷的萃取液，所述萃取精馏塔的塔釜温度为低于100℃，所述萃取剂与所述粗环氧丙烷中的环氧丙烷的重量比为0.1-0.25；
[0013](3)将所述萃取液在环氧丙烷精馏塔中进行精馏，从环氧丙烷精馏塔的塔顶得到回收环氧丙烷，从环氧丙烷精馏塔的塔底得到含有甲醇和萃取剂的环氧丙烷精馏塔塔底流出液，将至少部分回收环氧丙烷送入甲醇精馏塔和/或萃取精馏塔中进行分离。
[0014]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种环氧化反应产物分离方法，所述环氧化反应产物含有环氧丙烷、丙烯、甲醇和水，该方法包括以下步骤：
[0015]步骤S11将所述环氧化反应产物在环氧化反应产物精馏塔中进行精馏，从环氧化反应产物精馏塔的塔顶得到含有环氧丙烷、丙烯和部分甲醇的轻物流，从所述环氧化反应产物精馏塔的塔底得到含有水和剩余部分甲醇的重物流；
[0016]步骤S21分离出所述轻物流中的至少部分丙烯，得到含有环氧丙烷和甲醇的环氧丙烷物流；
[0017]步骤S31采用根据本专利技术第一个方面所述的方法对环氧丙烷物流进行分离，从萃取精馏塔中分离出环氧丙烷产品；
[0018]步骤S41将步骤S11得到的重物流、以及步骤S31得到的甲醇精馏塔塔底流出液和环氧丙烷精馏塔塔底流出液进行分离，得到回收甲醇。
[0019]根据本专利技术的第三个方面，本专利技术提供了一种丙烯环氧化方法，该方法包括环氧化反应工序和环氧化产物分离工序：
[0020]在环氧化反应工序中，在环氧化反应条件下，将丙烯、过氧化氢和甲醇与含钛分子筛接触，得到环氧化反应产物；
[0021]在环氧化反应产物分离工序中，采用本专利技术第二个方面所述的方法将所述环氧化反应产物进行分离，得到环氧丙烷产品以及回收甲醇，将至少部分回收甲醇循环用于环氧化反应工序。
[0022]根据本专利技术的环氧丙烷物流分离方法，即便降低萃取剂的绝对用量，也能有效地脱除粗环氧丙烷中的杂质含量，特别是甲醇的含量，能获得甲醇的重量含量为不高于10ppm
的环氧丙烷，甚至得到甲醇的重量含量为不高于8ppm的环氧丙烷。根据本专利技术的环氧丙烷物流分离方法，可以使用较小的萃取精馏塔，降低了萃取精馏塔的建设成本和运行成本，提高了萃取精馏塔的容积效率；另一方面减少了进入甲醇精制系统的液体量，有效地降低了循环系统(例如：输送管道和泵等液体输送设备)以及甲醇精制系统(例如：甲醇精馏塔)的处理量和能耗，并有效降低了甲醇精制系统产生的外排废水量，有利于环保。
[0023]根据本专利技术的环氧丙烷物流分离方法，控制萃取精馏塔的塔釜温度为低于100℃，在进行萃取精馏时，将少量环氧丙烷保留在萃取液中，同时增设环氧丙烷回收塔，将萃取液中的环氧丙烷回收并循环，一方面有效地降低了萃取精馏塔的塔釜温度，能够采用低温蒸汽作为萃取精馏塔的热源，例如：可以采用甲醇精馏系统产生的低温甲醇蒸汽作为萃取精馏塔的热源，提高了装置的低温热源利用效率；另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧丙烷物流的分离方法，所述环氧丙烷物流含有环氧丙烷和甲醇，该方法包括以下步骤：(1)将所述环氧丙烷物流在甲醇精馏塔中进行精馏，从甲醇精馏塔的塔顶得到粗环氧丙烷，从甲醇精馏塔的塔底得到含有甲醇的甲醇精馏塔塔底流出液；(2)在萃取精馏条件下，将所述粗环氧丙烷与萃取剂在萃取精馏塔中接触，从萃取精馏塔的塔顶得到环氧丙烷产品，从萃取精馏塔的塔底得到含有萃取剂、甲醇和环氧丙烷的萃取液，所述萃取精馏塔的塔釜温度为低于100℃，所述萃取剂与所述粗环氧丙烷中的环氧丙烷的重量比为0.1-0.25；(3)将所述萃取液在环氧丙烷精馏塔中进行精馏，从环氧丙烷精馏塔的塔顶得到回收环氧丙烷，从环氧丙烷精馏塔的塔底得到含有甲醇和萃取剂的环氧丙烷精馏塔塔底流出液，将至少部分回收环氧丙烷送入甲醇精馏塔和/或萃取精馏塔中进行分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述萃取剂与所述粗环氧丙烷中的环氧丙烷的重量比为0.15-0.2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述萃取剂与所述粗环氧丙烷中的甲醇的重量比为5以上且低于15，优选为高于10且低于15，更优选为10.05-14.5。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述萃取剂为水。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述萃取精馏在至少一种含氨基化合物的存在下进行；优选地，所述含氨基化合物与所述粗环氧丙烷中醛的摩尔比为1-10：1；优选地，将所述含氨基化合物在不低于所述萃取剂的位置添加到萃取精馏塔中，或者将所述含氨基化合物在与粗环氧丙烷相同的位置添加到萃取精馏塔中；更优选地，将所述含氨基化合物在与所述萃取剂相同的位置添加到萃取精馏塔中；优选地，所述含氨基化合物为肼。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述萃取精馏塔自上而下计的理论塔板数为T2，萃取剂的进料位置对应的理论塔板数为T
2E
，粗环氧丙烷的进料位置对应的理论塔板数为T
2C
，T
2E
/T2＝0.15-0.55，T
2C
/T2＝0.6-0.9。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述萃取精馏塔的理论塔板数为35-90，优选为65-80。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述萃取精馏塔的塔釜温度为55至低于100℃，优选为低于95℃，更优选为80-88℃。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述萃取精馏塔的塔顶温度为30-45℃，所述萃取精馏塔的塔顶压力为0.01-0.5MPa，所述塔顶压力为表压；优选地，所述萃取精馏塔的回流比为1-10，优选为1.5-6，更优选为2-4。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述甲醇精馏塔自上而下计的理论塔板数为T
1D
，所述环氧丙烷物流的进料位置对应的理论塔板数为T
1S
，T
1S
/T
1D
＝0.6-0.9；优选地，所述甲醇精馏塔的理论塔板数为30-60。11.根据权利要求1或10所述的方法，其中，所述甲醇精馏塔的塔釜温度为70-120℃，优选为75-100℃，更优选为75-90℃；所述甲醇精馏塔的塔顶温度为40-60℃，所述甲醇精馏塔的塔顶压力为0.01-0.5MPa，所述塔顶压力为表压；
优选地，所述甲醇精馏塔的回流比为不大于3，优选为1-3，更优选为1.5-2.5。12.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)还包括将所述粗环氧丙烷与至少一种碱性物质接触，所述碱性物质为碱性离子交换树脂和/或水溶性碱性化合物；优选地，所述接触的方式包括以下方式中的一种或两种：方式一：将粗环氧丙烷与碱性离子交换树脂接触，所述接触优选在40-90℃的温度下进行；方式二：将粗环氧丙烷与水溶性碱性化合物混合，所述水溶性碱性化合物与所述粗环氧丙烷中的酯的摩尔比优选为1-4：1，所述混合优选在40-90℃的温度下进行；优选地，所述水溶性碱性化合物为氨、含氨基的水溶性物质、碱金属氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐和碱土金属氢氧化物中的一种或两种以上。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环氧丙烷精馏塔自上而下计的理论塔板数为T3，所述萃取液的进料位置对应的理论塔板数为T
3E
，T
3E
/T3＝0.4-0.85；优选地，所述环氧丙烷精馏塔的理论塔板数T3为20-60。14.根据权利要求1或13所述的方法，其中，所述环氧丙烷精馏塔的塔顶温度为30-45℃，所述环氧丙烷精馏塔的塔顶压力为0.01-0.5MPa，所述塔顶压力为表压；优选地，所述环氧丙烷精馏塔的回流比为1-10，优选为2-5。15.根据权利要求1-14中任意一项所述的方法，其中，以所述环氧丙烷物流的总量为基准，所述环氧丙烷物流中，环氧丙烷的含量为40-60重量％，甲醇的含量为35-59重量％，水的含量为1-5重量％。16.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法，其中，所述环氧丙烷产品中，甲醇的重量含量为10ppm以下，优选为8ppm以下，更优选为5ppm以下；优选地，所述环氧丙烷产品中，丙酮的重量含量为10ppm以下，优选为5ppm以下。17.一种环氧化反应产物分离方法，所述环氧化反应产物含有环氧丙烷、丙烯、甲醇和水，该方法包括以下步骤：步骤S11将所述环氧化反应产物在环氧化反应产物精馏塔中进行精馏，从环氧化反应产物精馏塔的塔顶得到含有环氧丙烷、丙烯和部分甲醇的轻物流，从所述环氧化反应产物精馏塔的塔底得到含有水和剩余部分甲醇的重物流；步骤S21分离出所述轻物流中的至少部分丙烯，得到含有环氧丙烷和甲醇的环氧丙烷物流；步骤S31采用权利要求1-16中任意一项所述的方法对环氧丙烷物流进行分离，从萃取精馏塔中分离出环氧丙烷产品；步骤S41将步骤S11得到的重物流、以及步骤S31得到的甲醇精馏塔塔底流出液和环氧丙烷精馏塔塔底流出液进行分离，得到回收甲醇。18.根据权利要求17所述的分离方法，其中，步骤S41中，至少部分所述重物流在进行分离之前采用包括以下步骤的方法进行加氢处理：在加氢反应条件下，将至少部分所述重物流与具有加氢催化作用的催化剂接触进行加氢处理，将加氢处理得到的加氢产物物流进行气液分离，得到气相加氢物流和液相加氢物流，将所述液相加氢物流在步骤S41中进行分离。19.根据权利要求18所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红波，王皓，王瑾，丁晖殿，林民，罗一斌，朱斌，
申请(专利权)人：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：