[发明专利]双氧水直接氧化丙烯丙烷混合气连续生产环氧丙烷的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种以双氧水水溶液为氧化剂，甲醇为溶剂，细颗粒状钛硅分子筛为催化剂，直接氧化丙烯/丙烷混合气连续生产环氧丙烷的工艺流程，该工艺属于节能绿色清洁的连续生产环氧丙烷新技术。

背景技术

工业化生产环氧丙烷的方法主要有氯醇法和共氧化法，氯醇法生产工艺成熟、对原料丙烯的纯度要求不高，但是生产过程中产生大量废水和废渣，随着人们对环境保护意识的提高，该方法必将被淘汰；尽管共氧化法克服了氯醇法废水和废渣多的缺点，但是由于对丙烯纯度要求高，工艺操作压力大，设备造价高，因此该方法也受到严重制约。用双氧水直接氧化丙烯制备环氧丙烷的新方法，生产过程中只生成环氧丙烷和水，反应条件温和，产品选择性高，工艺流程简单，属于环境友好的清洁生产工艺。目前，发达国家中掌握该方法生产环氧丙烷技术的有：陶氏化学(DOW)和巴斯夫(BASF)公司联合开发的技术；赢创工业集团(原德固萨，Degussa)与伍德(Uhde)公司联合开发的技术，国内首套试车成功的吉神化工也采用的是该联合技术。随着环氧丙烷清洁生产工艺的开发，国内外研究者和企业也发表了大量的相关文献及专利。

现有技术中，中国专利申请CN1095464C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，其采用的是淤浆搅拌反应器，在这种反应器中进行环氧化反应过程，反应压力低，温度易于控制，原料的转化率和产品的收率均较高。

丙烷脱氢制丙烯的产品中，丙烯中往往含有大量的丙烷，分离高纯丙烯能耗较高，利用丙烯/丙烷混合气作为原料，将大大节省能源消耗，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双氧水直接氧化丙烯/丙烷混合气制备环氧丙烷的新工艺。该工艺流程中物料先在流化床环流反应器中反应后，浆态混合物料送入丙烯/丙烷混合气闪蒸塔中除去丙烷和未反应丙烯，然后送往环氧丙烷闪蒸塔分离产品环氧丙烷，浆态母液物料送往催化剂膜分离器后实现催化剂的分离，甲醇和副产物经过相应的蒸馏塔完成分离，反应器直接排放的含氧气丙烯/丙烷混合气经回收甲醇吸收后送往流化床环流反应器继续作为反应原料。流化床环流反应器主要通过反应介质自身的循环和丙烯/丙烷混合气体作为推动力来实现对反应体系的混合，该工艺具有能耗低、反应器压力低、避免分离器堵塞、生产稳定、催化剂损失少且易于再生、污染物少、原料转化率高、产物收率高和容易实现连续生产等优点。

本发明工艺中主要是由反应器，闪蒸塔，外冷却器，蒸馏塔，膜分离器、和吸收塔等构成的双氧水直接氧化丙烯/丙烷混合气连续生产环氧丙烷的工艺流程。该工艺主要包括六个工序：1、反应工序；2、高氧丙烯/丙烷混合气回收工序；3、产品环氧丙烷分离工序；4、催化剂提浓工序；5、溶剂甲醇回收工序；6、高氧丙烯丙烷混合气回收工序。具体叙述如下：

一、反应工序：以丙烯/丙烷混合气体、27.5％的工业级双氧水和工业级甲醇溶剂为原料，以细颗粒状钛硅分子筛为催化剂，原料先在流化床环流反应器R1中进行反应，其中丙烯/丙烷混合气和浆态循环物料从反应器的底部进入，经过分配器后在底部均匀分布，气流上升推动浆态物流使丙烯与催化剂和双氧水充分混合接触发生反应，反应器压力为0.2～1.0Mpa，反应温度为20℃～80℃，停留时间为1～3h，反应后含氧量高的丙烯/丙烷混合气经流化床环流反应器顶部进入高氧丙烯/丙烷吸收塔T5，反应液进入丙烯/丙烷混合气闪蒸塔T1。

二、高氧丙烯/丙烷混合气回收工序：经流化床环流反应器底部流出的浆态混合物进入丙烯/丙烷混合气闪蒸塔T1，丙烯/丙烷混合气闪蒸塔T1的操作条件为：操作压力为0.1～1.0Mpa，温度为30～60℃，优选温度为30～50℃。塔顶采出的丙烯/丙烷混合气适当加压后送入脱丙烷塔T2，丙烯提浓后的丙烯/丙烷混合气从脱丙烷塔T2塔顶采出并循环使用，高纯度的液相丙烷从脱丙烷塔T2塔底采出回收，脱丙烷塔的操作条件为：进料压力为2～3MPa，塔顶温度为35-45℃，塔底温度为45-55℃。丙烯/丙烷混合气闪蒸塔T1底部物料进入环氧丙烷蒸馏塔T3。

三、产品环氧丙烷分离工序：丙烯/丙烷混合气闪蒸塔T1底部物料进入环氧丙烷闪蒸塔T3，环氧丙烷闪蒸塔T3的操作压力为0～0.2MPa，温度为30～50℃，塔顶馏出物为环氧丙烷粗产品，塔底部料液进入膜分离器F1对催化剂提浓。