[发明专利]分离水和丙二醇单甲醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离水和丙二醇单甲醚的方法。本发明还涉及从废水中分离、回收丙二醇单甲醚的方法，特别是在丙烯直接氧化制备环氧丙烷过程中的所生成的废水。

背景技术

环氧丙烷是一种重要的基本有机化工原料，国内消费量在过去的二十年间年均增长率超过20％。目前国内工业上生产环氧丙烷主要采用氯醇法，使用有毒氯气，设备腐蚀严重并产生大量污染环境的含氯废水，不符合绿色化学和清洁生产的要求。间接氧化法是相对清洁的生产工艺，在国外应用比较多，但对原料质量要求高，且需平衡大量联产品，工艺冗长，投资规模大成本高。目前国内丙烯直接氧化工艺日趋成熟(郭杨龙等，《石油化工》37(2)：111，2008)，已经设计制备了廉价高效的催化剂，并实现了双氧水生产体系与丙烯氧化过程的工艺集成，正在逐渐成为新一代的环氧丙烷工业生产技术。

在丙烯与双氧水反应制取环氧丙烷的研究中发现，反应过程中除生成环氧丙烷外，还生成少量丙二醇单甲醚和丙二醇，是环氧丙烷与溶剂甲醇和水发生溶剂化反应所生成的副产物。因此，所得的环氧丙烷溶液中还含有丙二醇单甲醚、丙二醇和大量的水。在环氧丙烷分离提纯过程中，残留在水中的甲醇等低沸点物质以及高沸点的丙二醇都容易脱除回收，唯独丙二醇单甲醚与水的分离很困难。这是因为丙二醇单甲醚具有亲水的羟基和亲油的醚基，能够与水发生共沸，并且该恒沸物的恒沸点和水的沸点接近。因此，普通的蒸馏、萃取技术均不能奏效，吸附剂和渗透汽化膜材料的选择也很困难。

同时，丙二醇甲醚是低毒性、用途广泛的精细化学品，广泛用于涂料、油墨、油漆、印刷、电子化学品、染料、净洗、纺织等行业，并可用作化工原料中间体，通用性很强。丙二醇单甲醚包括1-甲氧基-2-羟基丙烷(伯醚)和1-羟基-2-甲氧基丙烷(仲醚)两种同分异构体，性质非常接近，通常以混合形式使用。因此，从水中回收丙二醇单甲醚不仅可以降低水的COD含量，控制水污染，也能够得到高附加值的副产品。

王昇等人(水、丙二醇和丙二醇单甲醚混合物分离工艺，《石油化工》，2002第12期)曾提出了水、丙二醇和丙二醇单甲醚混合物的三塔分离工艺流程。用苯作为水和丙二醇单甲醚的共沸剂，采用恒沸精馏方法来分离水和丙二醇单甲醚。但是，由于苯的毒性比较高，其使用不利于环保，而且分离效果也不理想。

因此，本领域的技术人员致力于开发新的分离水和丙二醇单甲醚的方法，以便从制备环氧丙烷过程的废水中回收丙二醇单甲醚。

发明内容

本发明的第一个方面是提供分离水和丙二醇单甲醚的方法，该方法包括：用共沸剂对含有丙二醇单甲醚的水溶液进行共沸蒸馏，所述共沸剂为环己醇。

共沸蒸馏是一种本技术领域众所周知的技术，即在难以分离的两组分混合液体中加入第三组分(共沸剂)，该组分能与混合液中的一个组分形成共沸物，从而可以用普通蒸馏方法予以分离。本发明所提供的分离水和丙二醇单甲醚的方法，以环己醇作为共沸剂，共沸剂与水进行共沸蒸馏脱除水，从而将丙二醇单甲醚与水进行分离，回收丙二醇单甲醚。

本发明所提供的方法可以应用于从各种含有丙二醇单甲醚的水溶液中回收丙二醇单甲醚。例如，在丙烯直接氧化制备环氧丙烷过程中的所生成的废水中，含有一定量的丙二醇单甲醚，便可以利用本发明所提供的方法回收其中的丙二醇单甲醚。因此，本发明还提供从含有丙二醇单甲醚的废水中回收丙二醇单甲醚的方法，该方法包括：用共沸剂对所述废水进行共沸蒸馏，所述共沸剂为环己醇。所述的废水可以是任何含有丙二醇单甲醚的各种废水，例如，在丙烯直接氧化制备环氧丙烷过程中的所生成的废水。

在以上废水中，丙二醇单甲醚的存在形式可以是1-甲氧基-2-羟基丙烷(伯醚)，也可以是1-羟基-2-甲氧基丙烷(仲醚)，还可以是1-甲氧基-2-羟基丙烷(伯醚)和1-羟基-2-甲氧基丙烷(仲醚)的混合物。例如，在丙烯直接氧化制备环氧丙烷过程中的所生成的废水中，丙二醇单甲醚便以1-甲氧基-2-羟基丙烷(伯醚)和1-羟基-2-甲氧基丙烷(仲醚)的混合物的形式存在。本发明所提供的方法适用于丙二醇单甲醚以此处所说的各种形式存在的含有丙二醇单甲醚的水溶液。

当水中丙二醇单甲醚的质量浓度低于10％时，利用本发明所提供的方法分离水和丙二醇单甲醚，也可以得到较纯的丙二醇单甲醚产品，但能耗很大。因此，在本发明所提供的方法中，采用的含有丙二醇单甲醚的水溶液或废水优选丙二醇单甲醚的质量浓度高于10％的水溶液或废水。

本发明所提供的分离水和丙二醇单甲醚的方法或从含有丙二醇单甲醚的废水中回收丙二醇单甲醚的方法的一种优选的实施步骤为：