双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节能减排工艺制造技术

一种双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节能减排工艺，属于石油化工技术领域。本工艺分为反应部分、分离部分及尾气处理部分。其特征是丙烯与双氧水在中压低温下经钛硅分子筛发生环氧化反应；丙烯与溶剂均具有较高回收率，通过萃取精馏得到商业级纯度要求的环氧丙烷，采用共沸精馏提纯联产品丙二醇单甲醚；尾气经过部分冷凝、吸收回收丙烯后达标排放；工艺所需萃取剂、吸收剂和共沸剂均在流程内闭路循环，丙烯塔采用中压操作以使塔顶水冷，利用多效精馏及流股匹配回收热能。本发明专利技术的效果和益处是生产环氧丙烷的节能、环保新工艺，能产生显著的经济与社会效益。

Energy saving and emission reduction process for propylene oxide production by hydrogen peroxide epoxidation of propylene

The invention relates to an energy-saving and emission reduction process for producing propylene oxide by hydrogen peroxide epoxidation propylene, belonging to the technical field of petroleum chemical engineering. The process is divided into reaction part, separation part and tail gas treatment part. Its characteristic is propylene and hydrogen peroxide in medium low temperature by titanium silicalite occurs epoxidation; propylene and solvent have high recovery rate, obtained commercial grade purity propylene oxide by extraction distillation, azeotropic distillation and purification of CO product of propylene glycol monomethyl ether; exhaust gas after partial condensation, absorption of propylene recovery after discharge the required process; extractant, absorbent and azeotropic agent in the process in the closed cycle, propylene tower by medium pressure operation to make the water, the use of multi effect distillation and heat recovery stream. The effect and benefit of the invention is a new energy saving and environmental protection process for producing propylene oxide, which can produce remarkable economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油化工领域，涉及用双氧水将丙烯环氧化生产环氧丙烷(P0)的节能减排工艺，其中，环氧化是在钛硅分子筛上进行的中压低温反应，工艺流程中特别涉及热 集成、丙烯回收、环氧丙烷纯化、丙二醇单甲醚提纯、尾气处理等技术。
技术介绍
环氧丙烷是一种重要的基本有机化工原料，是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和 丙烯腈的第三大有机化工产品。工业上环氧丙烷的生产工艺主要有两种氯醇法和共氧化 法。氯醇法较早应用于工业生产，存在着对设备腐蚀、环境污染严重等缺点；共氧化法则由 于联产大量副产品而受到市场的严重制约。目前，国际上研究最热的双氧水环氧化丙烯工 艺具有联产物少、环境友好等优点，是PO生产工艺未来的发展方向。 中国专利98123137. 3公开了一种丙烯用双氧水氧化连续生产环氧丙烷的工艺流 程。该专利中所述的连续是对催化剂进行连续再生，但是该工艺未提及驰放气的处理方法， 而且产品环氧丙烷的收率只有91.5%，实现工业化尚有距离。 美国专利US 7， 138， 534B2公开了一种双氧水环氧化丙烯制环氧丙烷的工艺流 程。该流程主要包括四个反应器以及六个精馏塔，其中三个反应器、五个精馏塔用于生产质 量浓度为99. 09%的环氧丙烷，其余设备用来处理丙烯、氧气混合物，但是并未考虑联产品 回收工艺。 美国专利US 20060113180 Al公开了一种得自丙烯与过氧化氢环氧化反应的环氧 丙烷纯化方法。该专利采取四塔流程生产质量浓度为99. 97%的环氧丙烷，同样也未提及对 剩余物流的处理工艺。相似地，中国专利200680023928. 5、98809803. 2及美国专利US 4， 140， 588等对该
内的部分技术都有相关描述。 以上专利均未考虑能量集成技术，无法实现节能。 由于上述缘故，需要对双氧水环氧化丙烯工艺进行系统化综合设计。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节能减 排技术，即采用过程系统工程的方法论实现质能综合集成。以过程系统耗能、用水最低为 目标，对换热网络、水网络进行优化，最后给出了一种双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节 能、环保工艺。 本专利技术的技术方案是 (1)如图1所示，新鲜丙烯、循环丙烯、质量浓度为20-40%的双氧水与循环溶剂充 分混合后，进行钛硅分子筛环氧化反应。反应压力10-20bar，温度40-6(TC，反应溶剂可以 是甲醇或者甲醇和丙酮的混合物。 (2)反应产物在丙烯塔中实现未反应丙烯的分离，丙烯塔顶压为15-25bar，塔顶°C 。 (3)环氧丙烷塔在65-8(TC的塔釜温度下进行萃取精馏得到质量浓度为99. 99% 的环氧丙烷，萃取剂来自溶剂塔釜液。 (4)溶剂塔塔顶馏分为循环溶剂，塔顶压力3-5bar，塔顶温度在95_10(TC 。 (5)脱水塔塔顶得到具有共沸组成的水与丙二醇单甲醚混合物。 (6)丙二醇单甲醚塔以苯为共沸剂进行共沸精馏，塔顶馏分经过倾析得到的苯，与新鲜苯混合后进料，塔底为质量浓度大于99.95%的丙二醇单甲醚。 (7)如图2所示，丙烯塔顶尾气进入吸收塔，吸收剂为部分循环溶剂，富吸收液返 回与原料混合，富吸收液为含丙烯的溶剂。 (8)吸收塔气相进入水洗塔，得到氧气与水混合气，排出系统。洗液来自溶剂塔釜， 吸收后流入溶剂塔以分离洗液中部分溶剂。 (9)如图3所示，丙烯塔底采出用做脱水塔塔釜的部分热源。 (10)如图2所示，将环氧丙烷塔再沸器与溶剂塔顶冷凝器集成，通过多效精馏实 现节能。 本专利技术的效果和益处是生产环氧丙烷的节能、环保和安全新工艺，适合工业化生 产，能产生显著的经济与社会效益。附图说明 附图1是反应及丙烯回收单元流程示意图。 附图2是PO提纯、溶剂回收及尾气处理单元流程示意图。 附图3是丙二醇单甲醚提纯单元流程示意图。 附图l-3标注如下 Rl反应器；T1丙烯塔；T2环氧丙烷塔；T3溶剂塔；T4脱水塔；T5丙二醇单甲醚塔；T6吸收塔；T7水洗塔；V1倾析器。具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。以10万吨P0/年工 业装置为例对本专利技术的技术予以进一步说明。 如图1所示，流入系统的新鲜原料为含有质量流量为10. 54t/h的丙烯和26. 86t/ h质量浓度为30 %的双氧水，与循环丙烯、循环溶剂及富吸收液充分混合后，在列管式固定 床反应器R1内进行反应，反应温度为55t:，反应压力为20bar。反应产物具有下表所示组 成 反应产物 组分wt(% )丙烯10. 14<table>table see original document page 5</column></row><table> 塔T1的基本运转条件如下塔顶温度，5(TC ;塔顶压力，25bar ;塔底温度， 176.3°C。塔顶采用分凝器，液相为质量浓度99.6%的循环丙烯，气相为含有部分未反应丙 烯的尾气，经过塔T6和塔T7吸收后，尾气含有4. 2%的水气和95. 7%的氧气，直接排出系 统；如图3所示，塔Tl釜液作为塔T4的部分热源，回收13400KW热量。 如图2所示，塔T2的顶压为1. 2bar，塔顶温度为39°C ，塔底温度为68. 6°C ，含有55 块理论板，来自塔T1的釜液经换热后从第33块理论板流入塔T2。萃取剂的流入点位于15 块理论板，对环氧丙烷产品的质量比为2 : 1。T2塔顶馏分为流量14t/h、质量浓度99.99X 的环氧丙烷产品，收率为99. 89 % 。 塔T3的顶压为4bar，塔顶温度为95. 6C，含有28块理论板。如图2所示，以T3 塔顶蒸汽加热T2的塔底物料，能够回收57200KW热量。循环溶剂的回收率可达到99. 8%， 其中39. 5t/h用做塔T6的吸收剂。T3塔底为80. 4t/h含有3. 6%丙二醇单甲醚的水溶液。 其中，28t/h用做塔T2的萃取剂，27t/h用做塔T7的吸收剂，剩余部分流入塔T4进行联产 品的预处理。 如图3所示，塔T4顶压为lbar，塔底温度为104. 8°C ，含有35块理论板，底部物流 为水，排出系统。 塔T5采用共沸精馏，塔顶压力为lbar，塔顶温度为86. 5°C ，塔T4的塔顶馏分从第 13块理论板流入，塔T5的塔顶馏分经过倾析器分离得到苯和水，苯经过循环管线与补充的 0. 01t/h新鲜苯混合进入塔顶。塔底物流为流量O. 777t/h、质量浓度99. 95%的丙二醇单甲 醚联产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节能减排工艺，其特征在于包含下列内容：　　（１）新鲜丙烯、循环丙烯、质量浓度为２０－４０％的双氧水与循环溶剂充分混合后，在１０－２０ｂａｒ压力、４０－６０℃温度下进行钛硅分子筛环氧化反应，所需溶剂是甲醇或者甲醇和丙酮的混合物；　　（２）反应产物在丙烯塔中实现未反应丙烯的分离，丙烯塔顶压在１５－２５ｂａｒ，塔顶采用分凝器，温度在３５－５０℃；　　（３）环氧丙烷塔在６５－８０℃的塔釜温度下进行萃取精馏得到质量浓度为９９．９９％的环氧丙烷，萃取剂来自溶剂塔釜液，组成是９８％的水溶液；　　（４）溶剂塔塔顶分离出循环溶剂，顶压在３－５ｂａｒ，塔顶温度在９５－１００℃；　　（５）脱水塔塔顶得到具有共沸组成的水与丙二醇单甲醚混合物；　　（６）丙二醇单甲醚塔以苯为共沸剂进行共沸精馏，塔顶馏分经过倾析得到的苯，与新鲜苯混合后，从塔顶进料，塔底为质量浓度大于９９．９５％的丙二醇单甲醚；　　（７）丙烯塔顶尾气进入吸收塔，吸收剂为部分循环溶剂，富吸收液返回与原料混合；　　（８）吸收塔气相进入水洗塔，得到氧气与水混合气，排出系统；洗液来自溶剂塔釜，吸收后流入溶剂塔以分离洗液中部分溶剂；　　（９）丙烯塔底流用做脱水塔塔釜的部分热源；　　（１０）将环氧丙烷塔再沸器与溶剂塔顶冷凝器集成以节能。...

【技术特征摘要】
一种双氧水环氧化丙烯生产环氧丙烷的节能减排工艺，其特征在于包含下列内容(1)新鲜丙烯、循环丙烯、质量浓度为20-40％的双氧水与循环溶剂充分混合后，在10-20bar压力、40-60℃温度下进行钛硅分子筛环氧化反应，所需溶剂是甲醇或者甲醇和丙酮的混合物；(2)反应产物在丙烯塔中实现未反应丙烯的分离，丙烯塔顶压在15-25bar，塔顶采用分凝器，温度在35-50℃；(3)环氧丙烷塔在65-80℃的塔釜温度下进行萃取精馏得到质量浓度为99.99％的环氧丙烷，萃取剂来自溶剂塔釜液，组成是98％的水溶液；(4)溶剂塔塔顶分离出循环溶剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宏光，姜大宇，肖武，杨啸，郭新闻，刘准，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[]