環氧丙烷的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環氧丙烷的生產方法。
【背景技術】
[0002]環氧丙烷(P0)是非常重要的有機化工原料，是丙烯衍生物中產量僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機化工產品，主要用于生產聚醚、丙二醇、異丙醇胺、非聚醚多元醇等，進而生產不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、表面活性劑、阻燃劑等，廣泛應用于化工、輕工、醫藥、食品、紡織等行業，對化學工業及國民經濟發展具有深遠的影響。隨著環氧丙烷用途的擴大和下游產物用量的增長，使環氧丙烷市場的需求越來越大。
[0003]目前工業生產環氧丙烷的方法主要有氯醇法、有聯產品的共氧化法(P0/SM法和Ρ0/ΜΤΒΕ法或Ρ0/ΤΒΑ法)和無聯產品的過氧化氫異丙苯法(CHP法)。氯醇法由于在生產過程中產生大量的含氯廢水，環境污染及設備腐蝕嚴重；有聯產品的共氧化法克服了氯醇法的污染和腐蝕等缺點，但流程長、投資大、聯產物多，聯產品市場在一定程度上影響了環氧丙烷的生產。CHP法由于污染小且沒有聯產品生成已成為環氧丙烷生產技術的發展方向。
[0004]在固定床催化劑層的存在下由過氧化氫異丙苯(CHP)和丙烯制備環氧丙烷化合物，主要包括三個反應過程:(1)異丙苯空氣氧化制過氧化氫異丙苯；(2)CHP與丙烯在多相催化劑存在下發生環氧化反應生產環氧丙烷(P0)和ct，α-二甲基芐醇(DMBA) ；(3)DMBA與H2在催化劑存在下發生氫解反應生成異丙苯，異丙苯循環到氧化工序生產CHP。為提高CHP的轉化率，通常使丙烯過量，如η(丙烯)/n(CHP)的摩爾比為5?20，因此反應產物里有大量過量的丙烯，為提高環氧化效率和減少P0的精制負荷，要求將反應產物中的丙烯進行循環利用，且循環丙烯需要較高的純度，脫除必要的雜質，同時避免惰性組分在循環系統中累積。
[0005]文獻CN1505616A公開了一種環氧丙烷的制備方法，包括使丙烯與氫過氧化枯烯在催化劑存在下反應得到環氧丙烷的步驟，和使上述反應步驟得到的反應混合物進行蒸餾并從蒸餾塔頂回收未反應的丙烯的步驟，其中蒸餾塔的塔釜溫度設為200°C或更低。該方法中，塔釜出粗P0產品，塔頂出丙烯。由于P0具有熱敏性，一般工業生產控制塔釜溫度不高于130°C，即限定了精餾塔的操作壓力，造成塔頂操作溫度低于40°C以下，無法采用常規的冷卻水做冷劑，需使用大量更低溫度的冷劑進行丙烯的冷凝回收，造成工業操作的困難，能

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是現有技術存在能耗高的問題，提供一種新的環氧丙烷的生產方法。該方法具有能耗低，丙烯回收率高，丙烷脫除徹底，環氧丙烷產品收率高，設備投資省，流程簡單，工業化實施性強的特點。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下:一種環氧丙烷的生產方法，包括以下步驟:
[0008]a)原料過氧化氫異丙苯和丙烯在反應器中反應生成含α，α -二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流；
[0009]b)所述含α，α - 二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、丙烯和丙烷液相物流進入高壓丙烯回收塔，分離后，塔頂得到第一輕組分物流，塔釜得到含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、少量丙烯和丙烷的第一重組分物流；
[0010]b)所述第一重組分物流進入低壓丙烯回收塔，分離后，塔頂得到第二輕組分物流，塔釜得到含α，α-二甲基芐醇、異丙苯和環氧丙烷的第二重組分物流并將其排出；
[0011 ] c)所述第二輕組分物流分為兩部分，其中的一部分物流進入脫丙烷塔，分離后，塔頂得到第三輕組分物流，塔釜得到含丙烷的第三重組分物流并將其排出；
[0012]d)第一輕組分物流、第二輕組分物流中除去進入脫丙烷塔的分流部分、以及第三輕組分物流循環回反應器；
[0013]其中，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計為0.5?3.5MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計為0.1?0.4MPa。
[0014]上述技術方案中，優選地，所述原料過氧化氫異丙苯是由異丙苯氧化得到的，是過氧化氫異丙苯和異丙苯的混合物；所述混合物中，過氧化氫異丙苯的重量百分比濃度為20 ?80%。
[0015]上述技術方案中，優選地，所述含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流中，以重量百分比計，α，α-二甲基芐醇的含量為19?50%，異丙苯的含量為10?70%,環氧丙燒的含量為5?20%,丙烯的含量為5?60%,丙燒的含量為0?10%ο
[0016]上述技術方案中，優選地，所述高壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計為1.5?
2.5MPa，所述低壓丙烯回收塔的操作壓力以表壓計為0.15?0.25MPa。
[0017]上述技術方案中，優選地，所述高壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為5?80°C，塔釜操作溫度為45?120°C，理論塔板數為10?50。
[0018]上述技術方案中，優選地，所述低壓丙烯回收塔塔頂操作溫度為-30?_8°C，塔釜操作溫度為85?120°C，理論塔板數為10?50。
[0019]上述技術方案中，優選地，脫丙烷塔操作壓力以表壓計為1.5?2.5MPa，塔頂操作溫度為40?65°C，塔釜操作溫度為40?65°C，理論塔板數為10?80。
[0020]上述技術方案中，優選地，所述第二輕組分物流中進入脫丙烷塔的分流部分與所述第二輕組分物流的重量比為1: (1?10)。
[0021]本發明方法中，過氧化氫異丙苯與丙烯的環氧化反應是為本領域所熟知的。一般地，反應溫度為40?120°C，反應壓力為3.5?6.8MPa，丙烯/CHP摩爾比為5?20，CHP空速為0.2?1.2小時-1。所用的催化劑可為含鈦的二氧化硅分子篩催化劑。
[0022]本發明方法中的丙烯回收采用含高壓丙烯回收塔、低壓丙烯回收塔和脫丙烷塔的丙烯回收精制工藝，液相環氧丙烷反應產物首先進入高壓丙烯回收塔進行精制，環氧化產物中60?95重量％的丙烯從塔頂回收，塔釜得到含少量丙烯的粗環氧丙烷產物。含少量丙烯的粗環氧丙烷產物送入低壓丙烯回收塔繼續進行精制，塔頂回收丙烯，塔釜得到不含丙烯的粗環氧丙烷產品。經過高壓丙烯回收塔和低壓丙烯回收塔，原料中99?100重量％的丙烯得到回收。低壓丙烯回收塔塔頂物流分兩部分，一部分成為回收丙烯，另一部分送入脫丙烷塔，以脫除新鮮丙烯帶入反應循環系統的丙烷雜質，脫丙烷塔塔釜得到脫除的丙烷，經高壓丙烯回收塔和低壓丙烯回收塔后仍未分離的丙烯從脫丙烷塔塔頂脫除。采用本發明方法，環氧化產物首先在高壓丙烯回收塔中進行分離，使得大部分丙烯從塔頂脫除，從而減少了低壓丙烯回收塔的進料量。因此，高壓丙烯回收塔塔頂采取常規的冷卻水作冷劑進行丙烯的冷凝回收即可，只有低壓丙烯回收塔塔頂需采用更低溫度的冷劑。與現有技術相比，可減少能耗60%。此外，采用本發明方法，保證了丙烯與過氧化氫異丙苯環氧化反應中未反應完全的丙烯和環氧丙烷產品的分離，并且脫除了原料丙烯中帶進系統的惰性組分丙烷，回收的丙烯循環回丙烯環氧化反應系統做反應原料，既保證了丙烯的收率(可達99.9% )，同時保證了循環丙烯的純度要求(可達95%)和PO產品的收率(可達99.9%)，流程簡單，設備投資省，取得了較好的技術效果。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明方法的工藝流程示意圖。
[0024]圖1中，I為反應器，II為高壓丙烯回收塔，III為低壓丙烯回收塔，IV為脫丙烷塔，1為原料過氧化氫異丙苯，2為新鮮丙烯，3為含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流，4為高壓丙烯回收塔塔頂物流(第一輕組分物流)，5為高壓丙烯回收塔塔釜物流(第一重組分物流)，6為低壓丙烯回收塔塔頂物流(第二輕組分物流)，7為低壓丙烯回收塔塔頂物流中少量去脫丙烷塔的分流部分物流，8為粗環氧丙烷產品(第二重組分物流)，9為脫丙烷塔塔頂物流(第三輕組分物流)，10為丙烷(第三重組分物流)。
[0025]圖1中，原料過氧化氫異丙苯1和新鮮丙烯2在反應器I中反應生成含環氧丙烷、丙烯和丙烷的液相物流3。物流3送入高壓丙烯回收塔II進行分離，塔頂得到物流4，塔釜得到含α，α-二甲基芐醇、異丙苯、環氧丙烷、少量丙烯