一种环氧丙烷的生产方法技术

本发明专利技术公布了一种化学生产方法，具体是指一种环氧丙烷的新型绿色生产工艺，具体是指一种环氧丙烷的新型绿色生产工艺。本发明专利技术是运用双极膜、电渗析、反渗透、气浮、热交换、氧化等技术进行工艺设计，该生产工艺用氢氧化钠来代替现行的氢氧化钙，经反应生成了氯化钠，氯化钠再经双极膜技术生成盐酸与氢氧化钠，盐酸回收，氢氧化钠和水可以循环使用，从而使环氧丙烷的生产基本上不需要新投入氢氧化钠以及不排放废水，氢氧化钠的加入是在环氧丙烷生产初期，投入量一般控制在５－１５％。本发明专利技术的优点是实现水、氯化钠、氢氧化钠循环使用，基本达到零排放、减小生产原料投入的效果，最终达到较好的社会与经济效益。本发明专利技术在我国的氯醇法生产中可以广泛使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学生产方法，具体是指一种环氧丙烷的新型绿色生产工艺。
技术介绍
环氧丙烷(P0)是重要的有机化工原料，自1931年实现工业化以来，应用范围不断 拓宽，需求量逐年增加。环氧丙烷是丙烯衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯睛的第三大品种，同 时也是一种重要的基本有机化工原料。它大量用以生产聚醚、丙二醇、表面活性剂等。随着 聚氨酯合成材料、不饱和聚酯树脂、高级合成洗涤剂等产品的发展，对环氧丙烷的需求增长 很快。环氧丙烷是一种发展前景广阔的有机化工产品。尤其聚氨酯泡沫塑料的出现和迅速 发展，特别是60年代以来，由于价格较低而抗水性强，环氧丙烷的需求量剧增。目前，世界 丙烯消耗量的8%用于生产环氧丙烷。 我国P0生产始于1961年，目前，我国共有PO生产企业二十多家，全部采用氯醇法 生产，总生产能力近百万吨，国内企业现有环氧丙烷生产线都采用氯醇法生产工艺。2000 年，我国PO需求量为30万吨/年，2010年将为120万吨/年，每年进口量都在IO万吨以 上。所以我国环氧丙烷长期供不应求，市场潜力巨大。 我国目前5万吨以上国内生产企业(不含合资企业广东惠州的中海壳牌)有山东 蓝星东大、锦化化工(集团)、上海高桥石化公司、山东滨州化工集团、天津大沽化工厂、江 苏钟山化工等6家，生产能力为55万吨/年，占国内总生产能力的70%，均采用丙烯氯醇法 生产工艺。 氯醇法环氧丙烷生产主要分二步，第一步为氯醇化，此步需要大量的新鲜水；第二 步为皂化反应，把第一步反应生成的氯丙醇与熟石灰(氢氧化钙)反应，生成环氧丙烷与副 产物氯化钙，氯醇化法皂化废水主要来自于皂化反应过程。 氯醇法生产环氧丙烷工艺中产生的废水主要是从氯丙醇皂化和粗环氧丙烷精制 两个工序中排出的。氯丙醇皂化通常用石灰为原料，废水特点是l)高pH，pH值高达ll 以上；2)高盐，废水中含有大量氯化钙等无机盐类，仅氯化钙含量就高达4% ;3)高C0D，通 常C0D浓度在1000-2000mg/L左右，废水中所含的氯丙烷，二氯异丙醚，二氯丙烷等有机氯 化物，属于难生化降解的物质；4)高温，废水温度高达75-85t: ;5)高悬浮物，悬浮物高达 1000 5000mg/L ;6)易结垢，由于废水中含有大量的悬浮物与氢氧化钙，其中氢氧化钙容易 生成碳酸钙沉淀，故在废水流经的水渠与管道都容易出现结垢现象，使管道堵塞。 环氧丙烷工业废水的成分复杂，排放量也大，给环境带来了极大的污染，由于其有 高温、高盐、高COD、易结垢等问题，给废水的处理造成了极大的困难。据了解一套2万吨/ 年的PO生产装置，每年排出的废水约120-190万吨。以2008年全国IO家企业PO产量约 100万吨计，年排废水量约7000-9000万吨。 本专利技术以目前国内正在使用的氯醇法生产环氧丙烷为基础，引入双极膜、电渗析、 反渗透等技术，用氢氧化钠代替氢氧化钙，并实现副产物氯化钠与氢氧化循环利用，水也可 以循环利用，达到生产原料投入大大减小、资源回收利用以及零排放的目标。3 随着国内水资源短缺日益严重以及环保意识的增强，国家对节能减排也越来越重 视。我国目前所用的氯醇法生产环氧丙烷的生产工艺属于高耗水行业。如果不在生产工艺 或废水回收利用上进行突破性改造，将使环氧丙烷的生产提出严峻考验，而环氧丙烷又是 新型工业材料聚胺聚的必需原材料，故对氯醇法生产环氧丙烷(P0)系的生产方法以及其 产生的废水进行处理并回用有其重要的意义与必要性。
技术实现思路
本专利技术针对我国目前环氧丙烷生产工艺会产生的大量废水，对其生产工艺进行改进。本专利技术是通过下述技术方案得以实现的 本专利技术专利的目的是针对目前现行的氯醇化法生产环氧丙烷会在生产过程中产 生大量难以处理的皂化废水并需投入大量生石灰的不足，设计开发了一种环氧丙烷新型绿 色生产工艺。在该新型工艺中将运用双极膜、电渗析、反渗透、气浮、热交换、氧化等技术进 行工艺设计，该生产工艺用氢氧化钠来代替现行的氢氧化钙，经反应生成了氯化钠，氯化钠 再经双极膜技术生成盐酸与氢氧化钠，盐酸回收，氢氧化钠和水可以循环使用，从而使环氧 丙烷的生产基本上不需要新投入氢氧化钠以及不排放废水。 —种氯醇法生产环氧丙烷所产生废液的处理方法，其特征在于包括下述步骤 (1)环氧丙烷生产初期或在循环生产过程中的自然损耗时，投入一定量的氢氧 化钠，保证氢氧化钠的重量占反应物浓度的5-15 % ，反应温度为95-110 °C ，反应压力为 0. 90-1. 05bar，进行反应后形成皂化废水；氢氧化钠经皂化反应后生成等当量的氯化钠，从 而产生氯化钠皂化废水；产生的废水中氯化钠重量浓度一般为2. 0-4. 5%，氢氧化钠浓度 为0. 1-0. 5%， C0DCr为800-1500mg/L，水温75-86。C，悬浮物0-10mg/L。 (2)皂化废水经一级气浮，然后用臭氧氧化，后再经二级气浮；其中一级气浮与二 级气浮所用真空度为0. 05-0. 2bar，溶气量为10-20% ，氧化时所用臭氧浓度为0. 1_0. 8mg/ L ;废水经本专利技术中的气浮_氧化_气浮处理程序后，其中的CODtt的去除率达95-99% ; (3)经上述处理后的废水再进行砂滤、热交换与电渗析预处理；经砂滤、热交换后 的废水水温确保40-45°C ，悬浮物小于lmg/L ;其中，砂滤所用的石英砂为l_5mm颗粒，热交 换采用板式换热器； (4)再把上述处理后的废水经电渗析浓縮，浓縮液再进入双极膜装置进行处理， 电渗析的浓液进入的是产碱二格式双极膜装置，把氯化钠转化为氢氧化钠与盐酸；淡液进 入反渗透装置进行处理；经电渗析出来的浓液的氯化钠浓度为10_15%，氢氧化钠浓度为 0. 4-1. 6% ;淡液的氯化钠浓度为0. 5-1. 5% ，氢氧化钠浓度为0. 05-0. 1 % ，本专利技术中的电渗 析、反渗透装置的操作都为常规操作条件，在本行业内的技术人员，只需简单数次试验，即 可掌握、应用本步骤中的相关独立装置的应用； 经双极膜装置处理后出来的氢氧化钠进入环氧丙烷生产的皂化反应系统； 另一路从双极膜装置产生的盐酸，部分用于调节淡液，其余的回收； 淡液经盐酸调节pH至6. 4-6. 8后进入反渗透装置处理，所用的盐酸来自于双极膜装置； 经反渗透处理后出来的淡水可以循环用于生产，其中淡水的pH为6. 2-6. 6，电导率为20-80 ii S/cm ;浓水再回到电渗析进行浓縮。 本专利技术的有益效果 1.利用气浮-氧化-气浮联合技术使废水的COD去除95-99% ; 2.运用电渗析-反渗透技术，使含碱氯化钠溶液得以浓縮，淡水得以回用； 3.采用双极膜技术，使氯化钠转化为氢氧化钠，可以循环使用，大大减小生产原料的投入； 4.由于本生产工艺是针对原氯醇法生产环氧丙烷的缺点进行开发，最后可以实现 水、氯化钠、氢氧化钠循环使用，基本达到零排放、减小生产原料投入的效果，最终达到较好 的社会与经济效益。 说明书附图 附图说明图1环氧丙烷生产工艺及循环流程图 皂化反应装置1，环氧丙烷皂化废水2， 一级气浮池3，臭氧氧化装置4， 二级气浮池 5，砂滤6，板式换热器7，电渗析预处理8，电渗析装置9，电渗析淡液10，电渗析浓液11，反 渗透装置12，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧丙烷的生产方法，其特征在于包括下述步骤：　　（１）环氧丙烷生产初期，投入一定量的氢氧化钠，所投入的氢氧化钠的重量占反应物浓度的５－１５％，反应温度为９５－１１０℃，反应压力为０．９０－１．０５ｂａｒ，进行反应后形成皂化废水；　　（２）皂化废水经一级气浮，然后用臭氧氧化，后再经二级气浮；其中一级气浮与二级气浮所用真空度为０．０５－０．２ｂａｒ，溶气量为１０－２０％，氧化时所用臭氧浓度为０．１－０．８ｍｇ／Ｌ；　　（３）经上述处理后的废水再进行砂滤、热交换与电渗析预处理；经砂滤、热交换后的废水水温确保４０－４５℃，悬浮物小于１ｍｇ／Ｌ；其中，砂滤所用的石英砂为１－５ｍｍ颗粒，热交换采用板式换热器；　　（４）再把上述处理后的废水经电渗析浓缩，浓缩液再进入双极膜装置进行处理，淡液进入反渗透装置进行处理；　　经双极膜装置处理后出来的氢氧化钠进入环氧丙烷生产的皂化反应系统；　　另一路从双极膜装置产生的盐酸，部分用于调节淡液，其余的回收；　　淡液经盐酸调节ｐＨ至６．４－６．８后进入反渗透装置处理，经反渗透处理后出来的淡水可以循环用于生产，浓水再回到电渗析进行浓缩。

【技术特征摘要】
一种环氧丙烷的生产方法，其特征在于包括下述步骤(1)环氧丙烷生产初期，投入一定量的氢氧化钠，所投入的氢氧化钠的重量占反应物浓度的5-15％，反应温度为95-110℃，反应压力为0.90-1.05bar，进行反应后形成皂化废水；(2)皂化废水经一级气浮，然后用臭氧氧化，后再经二级气浮；其中一级气浮与二级气浮所用真空度为0.05-0.2bar，溶气量为10-20％，氧化时所用臭氧浓度为0.1-0.8mg/L；(3)经上述处理后的废水再进行砂滤、热交换与电渗析预处理；经砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：金可勇，金水玉，周勇，高从堦，
申请(专利权)人：杭州水处理技术研究开发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]