[发明专利]一种精制环氧丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精制环氧丙烷的方法。

技术背景

环氧丙烷主要用于生产聚醚、丙二醇、丙二醇醚等，也是第四代洗涤剂、非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的重要原料。环氧丙烷的衍生物还广泛用于食品、烟草、农药及化妆品等行业，是有机合成的重要原料。

目前，环氧丙烷生产工艺主要有氯醇法、共氧化法以及直接氧化法，其中，前两种生产方法都存在成本高、污染大等缺陷。而直接氧化法则是在钛硅分子筛催化剂的作用下，使用双氧水直接氧化丙烯合成环氧丙烷的方法，该方法具有条件温和、工艺简单、产品选择性好和环境友好等特点，因此采用钛硅分子筛催化丙烯环氧化合成环氧丙烷的直接氧化法被认为是环氧丙烷合成技术的发展趋势。

丙烯和双氧水的直接环氧化工艺中一般采用大量的甲醇作为溶剂，以将过量的丙烯溶解在甲醇溶液中与双氧水进行反应，从而保证较高双氧水的转化率和环氧丙烷的选择性，然而在获得高选择性的条件下同样使得反应产物中存在大量循环溶剂，即得到的反应产物中不仅含有水、未反应的丙烯以及生成的少量但种类繁多的醛、醚、醇、酮等杂质，还含有大量的有机溶剂，由此使得环氧丙烷的精制十分困难，而且在精馏分离过程中，环氧丙烷在较高的温度下能与水和含羟基的其它物质发生反应生成醚等杂质，因此使得环氧丙烷的提纯更加困难。

US5599955A披露了一种直接环氧化产物的分离工艺，在直接环氧化反应中获得的含有大量溶剂、未反应丙烯、环氧丙烷、水及其它杂质的混合物可以通过连续蒸馏的步骤进行分离和精制，其中，在第一个蒸馏步骤中将反应产物分离成含有环氧丙烷、丙烯和/或丙烷及氧气的塔顶产物以及含有溶剂、水和杂质的塔底产物，塔顶产物需要在第二个蒸馏步骤中进行进一步分离得到丙烯和/或丙烷等轻组分的塔顶产物，以及粗环氧丙烷的塔底产物。

US6024840A披露了一种分离直接环氧化反应产物的方法。由环氧化反应器来的反应产物首先进入一个精馏塔进行分离，塔顶压力为15-50psia，塔底温度为80-110℃，回流比为10-30:1，塔板数为20-60块。在该塔塔底得到甲醇、水及绝大部分乙醛等杂质组成的混合物，塔顶得到环氧丙烷、丙烯及少量甲醇和乙醛的混合物。

为了克服现有技术的不足，EP2168953A1公开了一种改进的分离直接环氧化反应产物的方法，该方法中由环氧化反应器来的反应产物首先进入一个精馏塔进行分离，由塔顶得到环氧丙烷、丙烯及少量甲醇的混合物，塔底得到大量甲醇和水及杂质的混合物。

US2004/0192945A1公开了一种分离直接环氧化反应产物的方法，该方法利用经过一步精馏分离后的反应产物或循环甲醇直接吸收未反应的丙烯，然后直接循环回反应系统。该方法中来自主反应器或副反应器的环氧化产物首先进入丙烯分离塔后，在塔顶得到不含环氧丙烷的丙烯气体，而在塔底得到含有环氧丙烷、甲醇、水及其它杂质的物料。塔底物料中的环氧丙烷可采用精馏或萃取精馏的方式进行提纯，而塔顶含有少量氧气的丙烯气体使用塔底物料或循环甲醇进行吸收，将其中绝大部分的丙烯吸收后剩余氧气及少量丙烯被排出系统。虽然其未说明丙烯分离塔的操作温度、压力及分离级数等参数，但由塔顶及塔底产物组成可以很容易地计算出该分离塔操作压力不低于450kPa，塔顶温度约为0-15℃，塔釜温度110-135℃，理论分离板数不小于20块。而由于该丙烯分离塔中塔釜温度较高（110-135℃），而环氧丙烷在较高的温度下会生成大量的副产物，由此造成环氧丙烷收率下降。

综上所述，在直接环氧化反应产物的分离过程中，为抑制环氧丙烷在较高的温度下与水和含羟基物质的反应，现有的分离工艺基本都采用在环氧化反应器后的第一个蒸馏塔内将环氧丙烷从塔顶随丙烯排出的方式（US2004/0192945A1公开的方法中，虽然环氧丙烷从塔底排出，然而由于丙烯分离塔中塔釜温度较高（110-135℃），导致环氧丙烷收率降低）进行分离，以尽量缩短环氧丙烷在塔内的停留时间和降低操作温度，以避免环氧丙烷和醇、水的副反应，从而提高环氧丙烷的收率，然而由于第一个蒸馏塔塔顶物料中含有大量环氧丙烷和丙烯及部分溶剂，因此还需要再进入丙烯汽提塔使丙烯与环氧丙烷及溶剂分离，且从丙烯汽提塔塔顶经部分冷凝后排出的丙烯在压缩前必须进一步去除其中夹带的环氧丙烷，因此还需要设置环氧丙烷吸收塔，这种环氧丙烷精制分离工艺的流程长、设备多，并且塔顶产物的冷凝需要使用大量的冷冻水，能耗较高。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种可以有效降低环氧丙烷在精制过程中的收率损失，而且流程较短、能耗较低的精制环氧丙烷的方法。