一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，烧碱采用两级进料方式，一部分烧碱溶液先进入预混器与氯丙醇溶液混合进行中和反应，另一部分烧碱溶液再进入混合器中与中和后的氯丙醇溶液混合，然后进入皂化塔进行皂化反应。皂化塔改为填料塔，同时塔型式及材质也做相应改变。本发明专利技术的新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，以烧碱作为皂化剂，烧碱溶液采用分级进料方式与氯丙醇溶液混合后进入特制的皂化塔，从塔底通入蒸汽汽提出环氧丙烷，并且皂化塔使用填料塔，同时优化塔型式及材质。该工艺可大幅提高原料转化率及产品收率，塔顶可得到高纯度的粗环氧丙烷，同时塔底废水的COD值也大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺
本专利技术属于环氧丙烷生产工艺领域，特别涉及一种以氯丙醇为原料、烧碱为皂化剂制取环氧丙烷的生产工艺。
技术介绍
目前我国的环氧丙烷生产绝大部分采用氯醇法生产工艺，传统的氯醇法环氧丙烷生产工艺是以氢氧化钙作为皂化剂，生产中产生大量废渣和有机氯化物污水，严重污染环境，国家发改委《产业结构调整指导目录(2011年本)(2013年修正)》已将氯醇法环氧丙烷生产列入“限制类”。中国专利201210386314.0公开了一种以烧碱为皂化剂生产环氧丙烷的方法，该方法是以丙烯、氯气、烧碱为原料，丙烯和氯气发生氯醇化，生成氯丙醇，氯丙醇再与皂化剂烧碱发生皂化反应，生成环氧丙烷，产生的皂化废水经处理后作化盐用水用于氨碱法纯碱生产，该方法可实现废水的零排放，实现清洁生产及资源的循环利用，但该专利对皂化工序并没有披露得特别详尽，仅公开了一些基本参数范围，从结果参数来看，该工艺存在流程简单，塔顶环氧丙烷收率低以及皂化废水COD值高等问题。另外，采用烧碱做皂化剂的皂化工艺，由于烧碱碱性高，存在反应速度快，反应剧烈不易控制的问题，会造成皂化塔内温度压力参数波动较大，反应不稳定，原料转化率低；同时由于反应速度快，生成的环氧丙烷不能及时被蒸汽汽提，在碱性条件下会发生副反应，降低产品收率。传统氯醇法使用氢氧化钙做皂化剂，皂化塔采用筛板塔，分离效率低，改用烧碱做皂化剂后，皂化反应生成的氯化钠腐蚀性严重，皂化塔使用寿命大幅降低。
技术实现思路
专利技术的目的是克服现有技术中环氧丙烷收率低及设备使用寿命低的问题，开发一种环氧丙烷烧碱皂化工艺，该`工艺采用烧碱分级进料方法，皂化塔使用填料塔，有效的解决了皂化反应剧烈、反应参数波动大、原料转化率低、产品收率低和设备腐蚀严重的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的新型环氧丙烷烧碱皂化工艺如下:烧碱采用两级进料方式，一部分烧碱溶液先进入预混器与氯丙醇溶液混合进行中和反应，另一部分烧碱溶液再进入混合器中与中和后的氯丙醇溶液混合，然后进入皂化塔进行皂化反应。第一级进料中氢氧化钠加入为中和氯丙醇溶液中的盐酸，第二级进料中氢氧化钠加入为与氯丙醇发生皂化反应。第一级烧碱进料量微过量，第二级烧碱进料量过量。氯丙醇溶液中主要含有氯丙醇及等摩尔的盐酸，中和反应及皂化反应都为放热反应，但中和反应速率要快于皂化反应。因此，烧碱溶液分级加入可降低反应剧烈程度，使皂化塔内的皂化反应在温和条件下发生，皂化塔操作参数更稳定。优选的，烧碱溶液浓度为8%~20wt% ；更优选的为8%~15wt% ；优选的，第一级烧碱进料量按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.0~1.1:1与氯丙醇溶液混合，第二级烧碱进料量按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.0~1.2:1。优选的，皂化塔反应温度控制在60~85°C，皂化塔顶压力控制为45~60kPa绝对压力。经过检测，汽提后塔顶可得到95~98wt%的粗环氧丙烷，塔底皂化废水中氢氧化钠含量为0.1%~0.5wt%,氯化钠含量为3.2~4.0wt%, COD值为700~lOOOppm。进一步，皂化塔改为填料塔，同时塔型式及材质也做相应改变。氯醇法工艺使用石灰乳做皂化剂，由于石灰溶解度低，溶液含较多石灰渣等固体，故皂化塔需采用大孔径筛板塔，防止塔内发生堵塞。选用烧碱做皂化剂后，由于溶液中不含不溶物等固体杂质，故皂化塔可采用分离效率高的填料塔，选用耐腐性的填料，可大幅提高皂化塔的分离效率，塔顶得到高含量的粗环氧丙烷。由于皂化废水中氯化钠含量为3.2~4.0wt%,腐蚀性较强，填料优选316L不锈钢0网环或阶梯环，采用散堆填料方式；塔材质优选不锈钢，可有效降低皂化废水对设备的腐蚀，提高设备的强度及使用寿命，同时兼顾设备投资的问题。 更进一步，塔进料位置设塔上部及中部两个位置，并且可在反应过程中根据气提情况随时调节进料位置，保证更高的环氧丙烷收率。本专利技术具有的优点和积极效果是:本专利技术的新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，以烧碱作为皂化剂，烧碱溶液采用分级进料方式与氯丙醇溶液混合后进入特制的皂化塔，从塔底通入蒸汽汽提出环氧丙烷，并且皂化塔使用填料塔，同时优化塔型式及材质。该工艺可大幅提高原料转化率及产品收率，塔顶可得到高纯度的粗环氧丙烷，同时塔底废水的COD值也大幅降低。【附图说明】图1是本专利技术的环氧丙烷烧碱皂化工艺工艺流程图。图2是本专利技术实施例一蒸汽汽提后塔顶得到的粗环氧丙烷的色谱图。图3是本专利技术实施例二蒸汽汽提后塔顶得到的粗环氧丙烷的色谱图。图4是本专利技术实施例三蒸汽汽提后塔顶得到的粗环氧丙烷的色谱图。图5是本专利技术实施例四蒸汽汽提后塔顶得到的粗环氧丙烷的色谱图。图6是本专利技术实施例五蒸汽汽提后塔顶得到的粗环氧丙烷的色谱图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不限定本专利技术的保护范围。实施例一将含氯丙醇为3.76wt%的溶液与10wt%的第一级烧碱溶液按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.05:1混合，10wt%的第二级烧碱溶液按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.05:1与第一级混合液混合后送入皂化塔内，皂化塔材质为不锈钢，采用阶梯环散堆填料，混合液从塔中部进料，皂化反应温度控制在60°C，皂化塔压力为50Pa绝对压力。蒸汽汽提后塔顶可得到95wt%的粗环氧丙烷，塔底皂化废水中氢氧化钠含量为0.20wt%，氯化钠含量为3.5wt%,COD 值为 lOOOppm。实施例二将含氯丙醇为3.76wt%的溶液与13wt%的第一级烧碱溶液按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.1:1混合，13wt%的第二级烧碱溶液按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.1:1与第一级混合液混合后送入皂化塔内，皂化塔材质为不锈钢，采用316L不锈钢0网环散堆填料，混合液从塔上部进料，皂化反应温度控制在80°C，皂化塔压力为60kPa绝对压力。蒸汽汽提后塔顶可得到96wt%的粗环氧丙烷，塔底皂化废水中氢氧化钠含量为0.35wt%，氯化钠含量为 3.7wt%, COD 值为 900ppm。实施例三将含氯丙醇为3.76wt%的溶液与15wt%的第一级烧碱溶液按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.05:1混合，15wt%的第二级烧碱溶液按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.1:1与第一级混合液混合后送入皂化塔内，皂化塔材质为不锈钢，采用316L不锈钢0网环散堆填料，混合液从塔上部进料，皂化反应温度控制在80°C，皂化塔压力为60kPa绝对压力。蒸汽汽提后塔顶可得到98wt%的粗环氧丙烷，塔底皂化废水中氢氧化钠含量为0.30wt%，氯化钠含量为 3.8wt%, COD 值为 700ppm。实施例四将含氯丙醇为3.76wt%的溶液与15wt%的第一级烧碱溶液按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.1:1混合，15wt%的第二级烧碱溶液按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.05:1与第一级混合液混合后送入皂化塔内，皂化塔材质为不锈钢，采用316L不锈钢0网环散堆填料，混合液从塔上部进料，皂化反应温度控制在70°C，皂化塔压力为55kPa绝对压力。蒸汽汽提后塔顶可得到96wt%的粗环氧丙烷，塔底皂化废水中氢氧化钠含量为0.25wt%，氯化钠含量为 3.8wt%, COD 值为 900ppm。实施例五将含氯丙醇为3.76wt%的溶液与13wt%的第一级烧碱溶液按照氢氧化钠/盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其特征在于：烧碱采用两级进料方式，一部分烧碱溶液先进入预混器与氯丙醇溶液混合进行中和反应，另一部分烧碱溶液再进入混合器中与中和后的氯丙醇溶液混合，然后进入皂化塔进行皂化反应。

【技术特征摘要】
1.一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其特征在于:烧碱采用两级进料方式，一部分烧碱溶液先进入预混器与氯丙醇溶液混合进行中和反应，另一部分烧碱溶液再进入混合器中与中和后的氯丙醇溶液混合，然后进入皂化塔进行皂化反应。2.根据权利要求1所述的一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其特征在于:烧碱采用两级进料方式中，第一级烧碱进料量微过量，第二级烧碱进料量过量。3.根据权利要求1或2所述的一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其特征在于:烧碱采用两级进料方式中，第一级烧碱进料量按照氢氧化钠/盐酸摩尔比为1.0~1.1:1与氯丙醇溶液混合，第二级烧碱进料量按照氢氧化钠/氯丙醇摩尔比为1.0~1.2:1。4.根据权利要求1所述的一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其特征在于:烧碱溶液浓度为8%~20wt% ;更优选的为8%~15wt%。5.根据权利要求1所述的一种新型环氧丙烷烧碱皂化工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：强爱红，朱汉巍，李林，李彦芬，王屹亮，梁军湘，杨克俭，李勇，王绍伟，张媛，张舜光，马国栋，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司，天津天辰绿色能源工程技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：