环氧丙烷的纯化方法
【专利摘要】本发明涉及一种环氧丙烷的纯化方法，主要解决现有技术由于引入体系外介质，存在萃取剂成本高，产品质量差的问题。本发明通过采用萃取剂对过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到的、含有环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、C5~C7烃类杂质的粗环氧丙烷溶液进行萃取蒸馏的环氧丙烷的纯化方法，其中所述萃取剂为异丙苯的技术方案较好地解决了该问题，可用于环氧丙烷纯化的工业生产中。
【专利说明】环氧丙烷的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环氧丙烷的纯化方法。
【背景技术】
[0002] 环氧丙烷是重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍 生物。环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚 多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型 表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。然而只有具有较高纯度 的环氧丙烷才能够用于制造聚多元醇，因此要对合成的环氧丙烷粗产品进行提纯处理后才 能够应用于制备聚多元醇。而环氧丙烷发生聚合所要的条件，不仅要求环氧丙烷纯度达到 99. 9wt%，对杂质水、醛、非挥发分的含量都有严格要求。
[0003] 过氧化氢异丙苯法（CHP法）制环氧丙烷工艺中过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到 的产物经过回收丙烯、分离副产物后得到的粗环氧丙烷，仍含有水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、 C5~C7烃类等杂质。因此，为了得到符合聚合要求的高纯度环氧丙烷，必须将环氧丙烷中含 有的杂质分离除去。由于乙醛与环氧丙烷沸点温度接近和相对挥发度接近于1，环氧丙烷与 2_甲基戊烷、甲醇均形成共沸物等特点，普通精馏的方法已经很难完成环氧丙烷的纯化。
[0004] 作为环氧丙烷的纯化方法，在 US5133839、US5262017、US5354430/1、US7285187、 US8093412和US20120077996等发明专利中均有所公开。就环氧丙烷的纯化而言，目前主 要使用C7~C 2(I直链和支链烃类和二醇类作为萃取剂进行萃取蒸馏的方法。例如，美国专利 US3578568公开了一种使用乙二醇、丙二醇、乙二醇单甲醚或二乙二醇单甲醚为萃取溶剂， 对环氧丙烷进行萃取蒸馏，使之与水、甲醇、丙酮及乙醛分离的方法。US3843488中公开了辛 烷之类的烷烃对除去具有C 6的烃杂质如2-甲基戊烷有效。US3607669中公开了辛烷之类 的烷烃对除去水有效。US5133839中公开了辛烷等烃对除去环氧丙烷中所含甲醇、丙醛、丙 酮等杂质有效。US5354430/1中公开了二醇对除去杂质水、丙醛、丙酮等含氧化合物有效。 US20120077996采用二醇和正辛烷双萃取剂多级逆流萃取和正辛烷萃取精馏相结合的方式 进行环氧丙烷提纯，利用萃取过程降低分离过程能耗。
[0005] 但是上述工艺均要引入体系外的物质如辛烷等烃类，增加了萃取剂成本，对产品 质量有一定的影响，且萃取剂在体系内闭路循环，利于杂质在体系内积累，而不利于提高产 品质量。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是现有技术由于引入体系外介质，存在萃取剂成本 高，产品质量差的问题，提供一种新的环氧丙烷的纯化方法。该方法不引入新的杂质，具有 产品质量高，萃取剂成本低的优点。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种环氧丙烷的纯化方法， 为用萃取剂对过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到的、含有环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙 酮、(:5飞7烃类杂质的粗环氧丙烷溶液进行萃取蒸馏的环氧丙烷的纯化方法，其中，所述萃取 剂为异丙苯。
[0008] 在本发明的一种实施方案中，本发明涉及一种环氧丙烷的纯化方法，包括以下步 骤： a) 任选地，含有环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、C5~C7烃类杂质的粗环氧丙烷溶 液进入脱重塔，经普通精馏分离后，塔釜得到含有水、丙醛、丙酮和(： 7烃类的物流，塔顶得到 物流I ; b) 物流I进入萃取塔下部，萃取剂异丙苯进入萃取塔上部，分离后，塔顶得到含有水、 甲醇和乙醛的物流，塔釜得到物流II ; c) 物流II进入脱轻烃塔下部，萃取剂异丙苯进入脱轻烃塔上部，分离后，塔顶得到环氧 丙烷产品，塔釜得到物流III; d) 任选地，物流III进入萃取剂回收塔，分离后，塔顶得到含有c5~c6烃类物流，塔釜得到 萃取剂异丙苯。
[0009] 上述技术方案中，优选地，所述脱重塔的理论塔板数为3(Γ65块，操作温度为 42?55°C，操作压力为120?200kPa，回流比为1?5。
[0010] 优选地，所述萃取塔的理论塔板数为55?80块，操作压力为12(T200kPa，回流比为 50~200,塔釜温度不超过130°C，萃取剂异丙苯流量与物流I流量的比值为3~7。更优选地， 所述萃取塔中，萃取剂异丙苯流量与物流I流量的比值为4~6。
[0011] 优选地，所述脱轻烃塔的理论塔板数为28?55块，操作温度为42飞2°C，操作压力 为12(Tl80kPa，回流比为广4,萃取剂异丙苯流量与物流II流量的比值为0. 2~0. 6。更优选 地，所述脱轻烃塔中，萃取剂异丙苯流量与物流II流量的比值为〇. 3~0. 6。
[0012] 优选地，所述萃取剂回收塔的理论塔板数为25?40块，操作温度为42飞rc，操作 压力为120?160kPa，回流比为500?2000。
[0013] 优选地，步骤d)萃取剂回收塔塔釜得到的异丙苯循环至萃取塔上部或脱轻烃塔上 部，作为萃取剂进料。
[0014] 优选地，物流III分为两股，第一股进入萃取剂回收塔进行萃取剂回收，第二股循环 至萃取塔上部作为萃取剂进料，第一股与第二股的重量比为1: (2~3);或者，物流III进入异 丙苯过氧化单元作为反应原料。
[0015] 本发明方法中，所述压力均指绝压。[0016]本发明的纯化方法所用的原料溶液 为过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到的、含有环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、c5~c7烃 类等杂质的反应溶液。CHP法制环氧丙烷技术主要包括三个反应：异丙苯过氧化反应、丙烯 环氧化反应和α，α-二甲基苄醇氢解反应。首先，异丙苯被空气氧化成过氧化氢异丙苯 (CHP)，过氧化氢异丙苯在超疏水性含钛二氧化硅催化剂存在下选择氧化丙烯制环氧丙烷 和α，α-二甲基苄醇，在专有钯/二氧化硅催化剂存在下，α，α-二甲基苄醇与氢气发生 氢解反应生成异丙苯，然后异丙苯回到过氧化反应循环使用。过氧化氢异丙苯与丙烯的反 应产物经过回收丙烯、分离绝大部分副产物之后得到的反应溶液，即为本发明的纯化方法 所使用的含有环氧丙烷的反应溶液，本发明中称为粗环氧丙烷溶液。
[0016] 本发明方法所述的粗环氧丙烷溶液中的杂质，主要包括水、乙醛、丙醛、甲醇、丙 酮、C 5~C7烃类，其组成见表1。其中，C5~C7烃类主要包括2-甲基戊烧，2-甲基戊烯，1，5-己 二烯，甲基环戊烧，3-甲基己烷等。
[0017] 表 1
【权利要求】
1. 一种环氧丙烷的纯化方法，为用萃取剂对过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到的、含有 环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、c 5~c7烃类杂质的粗环氧丙烷溶液进行萃取蒸馏的环 氧丙烷的纯化方法，其特征在于，所述萃取剂为异丙苯。
2. 根据权利要求1所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： a) 任选地，含有环氧丙烷及水、乙醛、丙醛、甲醇、丙酮、C5~C7烃类杂质的粗环氧丙烷溶 液进入脱重塔，经普通精馏分离后，塔釜得到含有水、丙醛、丙酮和(： 7烃类的物流，塔顶得到 物流I ; b) 物流I进入萃取塔下部，萃取剂异丙苯进入萃取塔上部，分离后，塔顶得到含有水、 甲醇和乙醛的物流，塔釜得到物流II ; C)物流II进入脱轻烃塔下部，萃取剂异丙苯进入脱轻烃塔上部，分离后，塔顶得到环氧 丙烷产品，塔釜得到物流III; d)任选地，物流III进入萃取剂回收塔，分离后，塔顶得到含有c5~c6烃类物流，塔釜得到 萃取剂异丙苯。
3. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述脱重塔的理论塔板数 为30?65块，操作温度为42?55°C，操作压力为12(T200kPa，回流比为1?5。
4. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述萃取塔的理论塔板数 为55?80 ±夬，操作压力为12(T200kPa，回流比为50?200,塔釜温度不超过130°C，萃取剂异丙 苯流量与物流I流量的比值为3~7。
5. 根据权利要求4所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述萃取塔中，萃取剂异 丙苯流量与物流I流量的比值为4飞。
6. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述脱轻烃塔的理论塔板 数为28~55块，操作温度为42~52°C，操作压力为12(Tl80kPa，回流比为广4,萃取剂异丙苯 流量与物流II流量的比值为〇. 2~0. 6。
7. 根据权利要求6所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述脱轻烃塔中，萃取剂 异丙苯流量与物流II流量的比值为〇. 3~0. 6。
8. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于所述萃取剂回收塔的理论 塔板数为25?40块，操作温度为42?51°C，操作压力为12(Tl60kPa，回流比为500?2000。
9. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于步骤d)萃取剂回收塔塔釜 得到的异丙苯循环至萃取塔上部或脱轻烃塔上部，作为萃取剂进料。
10. 根据权利要求2所述的环氧丙烷的纯化方法，其特征在于物流III分为两股，第一股 进入萃取剂回收塔进行萃取剂回收，第二股循环至萃取塔上部作为萃取剂进料，第一股与 第二股的重量比为1: (2~3);或者，物流III进入异丙苯过氧化单元作为反应原料。
【文档编号】C07D303/04GK104109138SQ201310129862
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】胡松, 杨卫胜, 陈伟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院