CN116947786A - 一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，涉及环氧丙烷的制备领域。该用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法包括将自反应器送出的产品气送入高压丙烯粗分塔，以在所述高压丙烯粗分塔内实现丙烯和环氧丙烷的粗分；将所述高压丙烯粗分塔的塔底产物送至低压PO粗分塔，以实现PO和甲醇分离；将从所述低压PO粗分塔塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔，以将PO和丙烯分离；将所述PO吸收塔顶部的气体经过压缩机增压后，送至丙烯分离塔；从所述PO吸收塔采出PO，并将其送至PO产品塔；从所述低压PO粗分塔塔底采出甲醇，并将其送至甲醇回收塔。本发明通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生，有助于节省能耗。

Description

一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法

技术领域

本发明涉及环氧丙烷的制备领域，具体而言，涉及一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法。

背景技术

环氧丙烷是第2大丙烯衍生物，在汽车、建筑、食品、烟草、医药等行业具有广泛应用。环氧丙烷的合成工艺主要有氯醇法、间接氧化法、双氧水直接氧化法，目前，环氧丙烷的生产方法主要是氯醇法和共氧化法。对于氯醇法“三废”排放量大，对环境污染严重，氯醇法工艺路线面临淘汰升级的风险。共氧化法投资费用高、工艺流程长、对原料纯度要求高，需要平衡大量联产物，发展前途取决于市场原料供应及联产品的销售状况。而采用双氧水直接氧化法制备环氧丙烷工艺，具有条件温和，工艺简单，产品单一，环境友好，原子经济利用率高达76.9％等特点，是环氧丙烷合成技术的发展趋势。环氧丙烷化学性质活泼，很容易与甲醇和水发生副反应，为了减少副反应发生，可以选择后续分离单元的思路，产品环氧丙烷脱出，减少副产物的生成，但此时能耗高。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生，有助于节省能耗。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明实施例提供一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，包括：

将自反应器送出的产品气送入高压丙烯粗分塔10，以在所述高压丙烯粗分塔内实现丙烯和环氧丙烷的粗分；

将所述高压丙烯粗分塔10的塔底产物送至低压PO粗分塔20，以实现PO和甲醇分离；

将从所述低压PO粗分塔20塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔30，以将PO和丙烯分离；

将所述PO吸收塔30顶部的气体经过压缩机31增压后，送至丙烯分离塔40；

从所述PO吸收塔30采出PO，并将其送至PO产品塔；

从所述低压PO粗分塔塔底采出甲醇，并将其送至甲醇回收塔。

进一步地，在可选的实施例中，所述高压丙烯粗分塔的进口与所述产品气反应器连接，所述高压丙烯粗分塔的上出口与丙烯分离塔连接，下出口与低压PO粗分塔连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述低压PO粗分塔的上出口与PO吸收塔连接，下出口与PO吸收塔连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述PO吸收塔的上出口与丙烯压缩机连接，所述丙烯压缩机与所述丙烯分离塔连接，所述PO吸收塔的下出口与所述PO产品塔连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述PO产品塔的下出口与所述甲醇回收塔连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述甲醇回收塔包括第一甲醇塔和第二甲醇塔。

进一步地，在可选的实施例中，所述低压PO粗分塔和所述PO产品塔与所述第一甲醇塔连接，所述第一甲醇塔的进出口与所述第二甲醇塔的进出口对应连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述第一甲醇塔和所述第二甲醇塔分别与甲醇去反应器连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述高压丙烯粗分塔的上出口与尾气吸收塔连接。

进一步地，在可选的实施例中，所述高压丙烯粗分塔的塔底通入惰性气体。

进一步地，在可选的实施例中，所述高压丙烯粗分塔设有中间再沸器，所述中间再沸器能够增加丙烯采出。

本发明提供的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法具有以下有益效果：将自反应器送出的产品气送入高压分离塔，在高压分离塔内粗分丙烯和环氧丙烷，塔底产物送至低压分离塔，实现PO和甲醇分离，低压塔塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO粗分塔，将PO和丙烯分离，低压塔塔底甲醇去甲醇回收塔进一步回收甲醇，PO粗分塔顶气经过压缩机增压后送至丙烯分离塔，PO粗分塔采出PO去PO精制塔，PO粗分塔塔底采出甲醇送至甲醇回收塔。本发明的方法，与常规的PO分离流程不同，通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生，有助于节省能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法的第一实施例示意图；

图2为本发明具体实施例所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法的第二实施例示意图；

图3为本发明具体实施例所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法的第三实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生，有助于节省能耗。

需要说明的是，本发明涉及一种用于直接氧化法生产环氧丙烷的分离方法，直接氧化法工艺的生产工序主要有环氧化反应、产品精馏、丙烯循环、甲醇循环、废水处理等。主要的工艺路线是丙烯和双氧水在甲醇作为溶剂的条件下，流经环氧化反应器内，在钛硅催化剂作用下，直接进行环氧化反应生成环氧丙烷、水和少量的副产物，反应产物流向下游单元。利用精馏操作将反应原料中过量丙烯进行回收，并返回至环氧化反应器内作为原料循环使用。环氧化反应器中生成的粗环氧丙烷进入到产品精馏单元，最终得到的环氧丙烷产品。溶剂甲醇则用精馏的方法将甲醇/水混合物中的甲醇和水分离，甲醇循环回到环氧化反应器内继续使用，产生的废水送至废水回收工序进行处理。

在本发明实施例中，用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，包括以下步骤：

将自反应器送出的产品气送入高压丙烯粗分塔，以在高压丙烯粗分塔内实现丙烯和环氧丙烷的粗分；

将高压丙烯粗分塔的塔底产物送至低压PO粗分塔，以实现PO和甲醇分离；

将从低压PO粗分塔塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔，以将PO和丙烯分离；

将PO吸收塔顶部的气体经过压缩机增压后，送至丙烯分离塔；

从PO吸收塔采出PO，并将其送至PO产品塔；

从低压PO粗分塔塔底采出甲醇，并将其送至甲醇回收塔。

需要指出的是，对于实施上述方法的设备和装置，本发明实施例不做具体要求和限定。如图1至图3所示，其均可以实现前述的分离方法，如图1所示，在可选的实施例中，高压丙烯粗分塔的进口与产品气反应器连接，高压丙烯粗分塔的上出口与丙烯分离塔连接，下出口与低压PO粗分塔连接。低压PO粗分塔的上出口与PO吸收塔连接，下出口与PO吸收塔连接。PO吸收塔的上出口与丙烯压缩机连接，丙烯压缩机与丙烯分离塔连接，PO吸收塔的下出口与PO产品塔连接。PO产品塔的下出口与甲醇回收塔连接。甲醇回收塔包括第一甲醇塔和第二甲醇塔，低压PO粗分塔和PO产品塔与第一甲醇塔连接，第一甲醇塔的进出口与第二甲醇塔的进出口对应连接。第一甲醇塔和第二甲醇塔分别与甲醇去反应器连接。在图2中，高压丙烯粗分塔的上出口与尾气吸收塔连接，高压丙烯粗分塔的塔底通入惰性气体。在图3中，高压丙烯粗分塔设有中间再沸器，中间再沸器能够增加丙烯采出。本发明通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生。通过流程前段设置高低压粗分塔，回收大部分丙烯，有助于节省能耗。控制高压丙烯塔塔釜温度以减缓塔釜PO同水反应的几率，可以减少副反应的发生。

如图1至图3所示，本发明提供了三种实施例，以下结合图1至图3分别进行详细阐述。

附图1工艺流程简图按照如下方式实施：

a)自反应器送出的产品气送至高压丙烯粗分离塔T-10，

b)在高压丙烯粗分离塔T-10内粗分丙烯和环氧丙烷，塔底产物送至低压分离塔T-20，实现PO和甲醇分离，

c)低压PO粗分塔T-20塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔T-30，将PO和丙烯分离，

d)低压PO粗分塔T-20塔底甲醇去甲醇回收塔T-60/70进一步回收甲醇，PO吸收塔T-30塔顶气经过丙烯压缩机K-31增压后送至丙烯分离塔T-40，丙烯从丙烯分离塔T-40塔顶采出送反应器继续反应

e)PO吸收塔T-30采出PO去PO精制塔T-50，PO吸收塔T-50塔底采出甲醇送至甲醇回收塔T-60/70。

f)甲醇回收塔T-60/70将甲醇和水分离，甲醇循环回反应器。

附图2工艺流程简图按照如下方式实施：

a)自反应器送出的产品气送至高压丙烯粗分离塔T-10，高压丙烯粗分离塔T-10塔底通入惰性气体，例如氮气，用于增加丙烯采出量。

b)在高压丙烯粗分离塔T-10内粗分丙烯和环氧丙烷，塔底产物送至低压分离塔T-20，实现PO和甲醇分离，

c)低压PO粗分塔T-20塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔T-30，将PO和丙烯分离，

d)低压PO粗分塔T-20塔底甲醇去甲醇回收塔T-60/70进一步回收甲醇，PO吸收塔T-30塔顶气经过丙烯压缩机K-31增压后送至丙烯分离塔T-40，丙烯从丙烯分离塔T-40塔顶采出送反应器继续反应

e)PO吸收塔T-30采出PO去PO精制塔T-50，PO吸收塔T-50塔底采出甲醇送至甲醇回收塔T-60/70。

f)甲醇回收塔T-60/70将甲醇和水分离，甲醇循环回反应器。

g)高压丙烯粗分离塔T-10塔塔顶不凝汽经过尾气回收塔T-80，用来自甲醇塔的甲醇回收丙烯，回收物送至反应器入口。

附图3工艺流程简图按照如下方式实施：

a)自反应器送出的产品气送至高压丙烯粗分离塔T-10，高压丙烯粗分离塔T-10塔底通入惰性气体，例如氮气，用于增加丙烯采出量。高压丙烯粗分离塔T-10塔底通入惰性气体，例如氮气，用于增加丙烯采出量，通过增加氮气有助于使弛放气中的氧气体积分数(原料双氧水分解导致产物夹带氧气)进一步降低，增强装置安全性。为了促进环氧丙烷在高压丙烯粗分塔内的分离，采用中间再沸器E-11，增加丙烯采出。

b)在高压丙烯粗分离塔T-10内粗分丙烯和环氧丙烷，塔底产物送至低压分离塔T-20，实现PO和甲醇分离，

c)低压PO粗分塔T-20塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔T-30，将PO和丙烯分离，

d)低压PO粗分塔T-20塔底甲醇去甲醇回收塔T-60/70进一步回收甲醇，PO吸收塔T-30塔顶气经过丙烯压缩机K-31增压后送至丙烯分离塔T-40，丙烯从丙烯分离塔T-40塔顶采出送反应器继续反应

e)PO吸收塔T-30采出PO去PO精制塔T-50，PO吸收塔T-50塔底采出甲醇送至甲醇回收塔T-60/70。

f)甲醇回收塔T-60/70将甲醇和水分离，甲醇循环回反应器。

g)高压丙烯粗分离塔T-10塔塔顶不凝汽经过尾气回收塔T-80，用来自甲醇塔的甲醇回收丙烯，回收物送至反应器入口。

本实施例提供的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法：将自反应器送出的产品气送入高压分离塔，在高压分离塔内粗分丙烯和环氧丙烷，塔底产物送至低压分离塔，实现PO和甲醇分离，低压塔塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO粗分塔，将PO和丙烯分离，低压塔塔底甲醇去甲醇回收塔进一步回收甲醇，PO粗分塔顶气经过压缩机增压后送至丙烯分离塔，PO粗分塔采出PO去PO精制塔，PO粗分塔塔底采出甲醇送至甲醇回收塔。本发明的方法，与常规的PO分离流程不同，通过高低压粗分塔，实现回收大部分丙烯，减少副反应的发生，有助于节省能耗。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，包括：

将自反应器送出的产品气送入高压丙烯粗分塔，以在所述高压丙烯粗分塔内实现丙烯和环氧丙烷的粗分；

将所述高压丙烯粗分塔的塔底产物送至低压PO粗分塔，以实现PO和甲醇分离；

将从所述低压PO粗分塔塔顶采出的粗PO和丙烯气，送至PO吸收塔，以将PO和丙烯分离；

将所述PO吸收塔顶部的气体经过压缩机增压后，送至丙烯分离塔；

从所述PO吸收塔采出PO，并将其送至PO产品塔；

从所述低压PO粗分塔塔底采出甲醇，并将其送至甲醇回收塔。

2.根据权利要求1所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述高压丙烯粗分塔的进口与所述产品气反应器连接，所述高压丙烯粗分塔的上出口与丙烯分离塔连接，下出口与低压PO粗分塔连接。

3.根据权利要求2所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述低压PO粗分塔的上出口与PO吸收塔连接，下出口与PO吸收塔连接。

4.根据权利要求3所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述PO吸收塔的上出口与丙烯压缩机连接，所述丙烯压缩机与所述丙烯分离塔连接，所述PO吸收塔的下出口与所述PO产品塔连接。

5.根据权利要求4所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述PO产品塔的下出口与所述甲醇回收塔连接。

6.根据权利要求5所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述甲醇回收塔包括第一甲醇塔和第二甲醇塔。

7.根据权利要求6所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述低压PO粗分塔和所述PO产品塔与所述第一甲醇塔连接，所述第一甲醇塔的进出口与所述第二甲醇塔的进出口对应连接。

8.根据权利要求6所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述第一甲醇塔和所述第二甲醇塔分别与甲醇去反应器连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述高压丙烯粗分塔的上出口与尾气吸收塔连接。

10.根据权利要求9所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述高压丙烯粗分塔的塔底通入惰性气体。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的用于直接氧化法制备环氧丙烷的分离方法，其特征在于，所述高压丙烯粗分塔设有中间再沸器，所述中间再沸器能够增加丙烯采出。