[发明专利]环氧乙烷纯化方法

说明书

环氧乙烷纯化方法。本发明涉及一种环氧乙烷的分离方法，主要解决现有技术能耗过高、环氧乙烷吸收率和脱除率低等问题。本发明针对环氧乙烷反应器出口的低浓度环氧乙烷产品，通过采用阴离子为六氟磷酸根的离子液体和三乙二醇二甲醚的混合吸收剂对低浓度环氧乙烷进行分离和富集。相较于采用水或者碳酸乙烯酯作为吸收剂的传统工艺，其工艺流程得到简化，分离效率更高，具有工业应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种环氧乙烷的分离方法，具体来说，涉及一种环氧乙烷的吸收解吸分离方法。

背景技术

环氧乙烷(EO)是重要的化工原料之一，通常采用乙烯氧化法与氧气在银催化剂下进行合成。在环氧乙烷合成过程中，受反应转化率限制以及环氧乙烷安全操作要求，通常反应器出口产品的环氧乙烷浓度在1％至2.5％之间。为将低浓度的环氧乙烷富集，工业上采用水作为吸收剂对环氧乙烷进行提浓，环氧乙烷水溶液输送至再生塔获得高浓度的环氧乙烷，塔底经解吸的水作为吸收剂循环至吸收塔进行吸收。

为了使从反应器出口来的低浓度环氧乙烷被充分吸收，通常控制吸收剂水的温度在35℃以下。另一方面，为了将水溶液中的环氧乙烷解吸出来，在再生塔需将吸收剂再加热至95℃以上。整个过程除了温度变化所带来的吸收剂显热消耗外，在高温条件下水产生蒸汽的蒸汽潜热将额外导致整个分离过程能耗大幅增加。因此，选择一种对环氧乙烷溶解度高且其蒸汽压和比热容较低的吸收剂将有利于环氧乙烷分离富集过程。

专利US4221727公开了一种以有机溶剂碳酸乙烯酯为吸收剂的环氧乙烷分离方法，其吸收温度为45℃至60℃，解吸温度在90℃至150℃。在90℃和150℃时碳酸乙烯酯的蒸汽压为0.33kPa和5kPa，在此条件下，部分碳酸乙烯酯将随气相进入后续的环氧乙烷纯化工段，将影响后续的纯化过程。此外，碳酸乙烯酯在高温下不稳定，溶剂再生过程需要通入氮气进行解吸，因此，针对环氧以为吸收有必要开发更加高效的吸收剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的能耗过高、环氧乙烷吸收率和脱除率低等问题；提供一种新的环氧乙烷分离方法，该方法具有分离效果好和能耗低的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种环氧乙烷的分离方法，所述分离方法采用阴离子为六氟磷酸根的离子液体和三乙二醇二甲醚的混合吸收剂。

上述技术方案中，优选地，所述离子液体的阴离子为六氟磷酸根；优选地，阳离子选自1，3-烷基取代的咪唑阳离子[R₁R₃im]⁺或N-烷基吡啶阳离子[Rpy]⁺，其中烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、己基或庚基，优选正丁基或已基。

上述技术方案中，优选地，所述混合吸收剂由三乙二醇二甲醚与离子液体任意比例组成，优选离子液体质量分数为40～80％，本发明一优选实施例中，离子液体质量分数为80％。

上述技术方案中，优选地，所述环氧乙烷进料的质量浓度为0.8～3％，优选为1～2％,本发明一优选实施例中，环氧乙烷进料的质量浓度为1％。

上述技术方案中，优选地，所述混合吸收剂与环氧乙烷原料的进料质量比为2～10，优选3～5，本发明一优选实施例中，进料质量比为3。

上述技术方案中，优选地，所述环氧乙烷原料的进料温度为50～80℃，本发明一优选实施例中，进料温度为50℃。

上述技术方案中，优选地，所述混合吸收剂从吸收塔上部加入，环氧乙烷原料由吸收塔下部加入，塔顶产物为脱环氧乙烷气，返回至反应段；塔釜产物为含有环氧乙烷的离子液体溶液。吸收塔塔釜产物送至闪蒸塔，经闪蒸后塔顶得到不凝性气体以及环氧乙烷，塔釜得到的含有环氧乙烷的离子液体溶液经换热后进入溶剂再生塔。再生塔塔顶为环氧乙烷以及不凝性气体进入后续的环氧乙烷纯化工段，溶剂再生塔塔釜经与闪蒸塔塔釜出料换热后，经换热器冷却后循环至吸收塔进行环氧乙烷的吸收。