[发明专利]一种制备环氧丙烷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种制备环氧丙烷的装置及方法。所述装置，依次包括鼓泡塔浆态床反应器、沉降分离单元、搅拌槽浆态床反应器，在反应压力0.1～0.6MPa，反应温度40～70℃的反应条件下，利用鼓泡塔浆态床反应器和搅拌槽浆态床反应器的组合进行环氧化反应的方法。能有效避免反应过程中强放热产生局部热点，也能有效避免液相反混生成副产物。具有过氧化氢转化率高(≥99％)，过氧化氢有效利用率好(≥95％)以及产物环氧丙烷选择性高(≥98％)的优点。

技术领域

本发明涉及一种烯烃环氧化制备环氧丙烷的装置及方法。

背景技术

环氧丙烷是是仅次于聚丙烯及丙烯晴的第三大丙烯衍生物，是非常重要的基本有机化工原料，它主要用于生产聚醚多元醇，进而制造聚氨酯。环氧丙烷还可用于制取非离子表面活性剂和丙烯醇、丙二醇、合成甘油等。环氧丙烷衍生的精细化学品几乎应用于所有工业部门和日常生活中。

氯醇法、共氧化法和直接氧化法是目前工业上相对成熟的环氧丙烷生产技术。特别地，应用钛硅分子筛为催化剂，使用过氧化氢直接氧化合成环氧丙烷的方法(简称HPPO法)，克服了氯醇法对设备腐蚀严重，废液、废渣多等劣势；也不存在共氧化法生产联产物多的不足，是国际公认的环境友好生产技术。因此，HPPO工艺在今后一段时期内，将成为新建环氧丙烷项目采用的主要生产工艺。

大量的专利披露了丙烯环氧化制备环氧丙烷的方法，例如：

WO2000/007965中披露了含C＝C双键的有机化合物与过氧化氢反应制备环氧化合物的方法，反应共分两步进行，第一步反应在等温固定床中进行，第二步反应在绝热固定床中进行，反应压力为自生压力～100Bar。

WO2004/013116中披露了采用两个固定床进行环氧化的工艺，第一步反应在等温固定床中进行，第二步反应在绝热固定床中进行，该方法的特点是固定床有多个原料进料点和产物出口点。

CN102442976A披露了一种烯烃环氧化方法，该方法包括以下步骤：(1)在烯烃环氧化反应的条件下，在第一固体催化剂的存在条件下，使含有溶剂、烯烃和过氧化氢的第一混合物料在移动床反应器中进行环氧化反应，反应的程度使过氧化氢的转化率达到50％以上；(2)在烯烃环氧化的反应条件下，将步骤(1)得到的反应混合物和第二固体催化剂引入到淤浆床反应器中进行环氧化反应，反应的程度使过氧化氢的总转化率达到95％以上。所述移动床反应器和淤浆床反应器的反应压力为0.5～4.5MPa，优选0.6～3MPa。此发明克服了只使用移动床进行反应时过氧化氢转化率低的缺点，同时也克服了只使用淤浆床进行反应时存在环氧丙烷选择性低的缺点，其中所述淤浆床反应为间歇反应。

CN104311513A披露了一种制备环氧丙烷的方法，该方法采用固定床管道反应器和浆态床反应釜组合的工艺。该方法包含以下步骤：(1)向反应釜中加入反应原料丙烯、过氧化氢、溶剂甲醇和钛硅沸石催化剂建立循环；(2)将反应原料和溶剂从反应釜外连续加入管道反应器进行反应，再经静态混合器混合后送入反应釜进行反应。此发明中过氧化氢转化率≥96％，环氧丙烷的选择性≥95％，反应为连续反应，反应平稳。

CN104557781A披露了一种生产环氧丙烷的方法，主要解决现有技术存在反应温升较高，以及为保持较高的反应效率需要较高的丙烯与过氧化物的摩尔比问题。此发明采用原料丙烯和过氧化氢异丙苯进入至少为两段的多段绝热反应区，其中反应压力1.0～12.0MPa；原料过氧化氢异丙苯分段进入多段绝热反应区的各催化剂床层；多段绝热反应区出口得到的含环氧丙烷的环氧化产物部分循环至多段绝热反应区的各催化剂床层入口，目标产物环氧丙烷的选择性达到96.4％。

尽管HPPO工艺具有过程环境友好以及联产副产物少等显著优点，但是由于环氧化反应过程中存在大量的溶剂(比如甲醇)、水和过量的丙烯，而且烯烃环氧化反应为强放热反应，因此，HPPO工艺仍存在生产效率低，原料(过氧化氢)转化不完全，反应强放热可能导致飞温从而对反应装置及催化剂造成损害等不足。