[发明专利]一种尾气中环氧化物的回收方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧化物的回收技术领域。

背景技术

环氧化合物是含氧三元环的醚类化合物，其中三个原子大致在一个等边三角形结构的平面上。由于张力较大，环氧化合物比其他醚更活泼，尤其是与亲核试剂反应。环氧乙烷和环氧丙烷是最简单的环氧化合物，两者在室温下都是低沸点液体，均为有毒物质，对眼睛、皮肤、呼吸道都会引起损伤。两者化学性能活泼，能与许多种化合物反应，是重要的化工原料和有机合成中间体。

专利CN102357309A披露了一种尾气中环氧化物的回收方法，采用冷凝、喷淋、汇集的方法，实现尾气的达标排放，同时，采用水在酸性催化剂作用下，与环氧化物进行水合反应，生成醇类得到利用。专利201220538170.1公开了一种环氧乙烷回收装置，采用的也是水喷淋吸收的方法，使尾气吸收，达到安全生产的目的。正常情况下，环氧乙烷水溶液相当稳定，并无明显的化学反应；采用水作为环氧化物吸收介质，进行环氧乙烷水合反应需要一定条件较高，一般在酸性催化下，反应温度在为60℃左右；环氧乙烷与水的反应机理分为环氧乙烷开环和水合反应两步，据热力学计算，环氧乙烷开环、水合反应的反应活化能分别为34.4kcal/mol和14.5 kcal/mol，水合后的乙醇还可进一步生成二乙二醇、三乙二醇；用乙二醇作为吸收介质也是是这种原理。因此，以水或乙二醇为吸收介质，进行环氧乙烷尾气回收存在反应慢、产物中酸性催化剂不易除去，产物利用难的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种尾气中环氧化物的回收方法，基于环氧乙烷与有机胺类易反应的特点，采用有机胺类水溶液作为吸收介质，替代传统的水、乙二醇等，生产工艺简单，反应条件温和，易控制，纯度高，收率高，产物易利用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：本发明化学反应原理如下：

（1）氨与环氧化物反应

（2）乙醇胺与环氧化物反应

环氧化物与有机胺类物质易发生开环反应，反应活化能低，以氨水与环氧乙烷的液相反应为例，由于水的成氢键能力和极性特性，有利于环氧化合物与氨发生开环反应，因此水起到催化作用；反应活性高，其产物为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺，在一定的摩尔比区间，产物组成只是三种醇胺比例有所不同。采用卡尔费休法测定产物中的水分即能间接反应产物的重量百分比。

一种尾气中环氧化物的回收方法，以有机胺类水溶液为吸收液，反应温度为30-90℃；所述回收过程为：

1）所述吸收液循环通过填料式吸收塔；含有环氧化物的尾气通过吸收塔下部的气体分布器，与吸收液发生反应，完成一次吸收反应；

2）经过一次吸收后含有环氧化物的尾气再通过吸收塔上部的填料部分，被吸收液连续逆流洗涤，完成二次吸收反应；

3）经过上述两次吸收反应后的尾气经排气装置排放；

4）结束反应后，吸收液进入后处理反应釜经熟化后或熟化脱气后即得到回收产物。

所述填料式吸收塔中，吸收液通过循环泵及管道进行吸收塔的外部循环；所述气体分布器为环形管式径向孔分布器或多孔板式分布器；所述吸收塔填料为不锈钢波纹填料；所述反应温度通过与外循环管道串联的热交换器控制。根据权利要求１所述的一种尾气中环氧化物的回收方法，其特征在于：所述有机胺水溶液为氨的水溶液或乙醇胺水溶液，或氨和乙醇胺的混合水溶液；所述有机胺类水溶液的浓度为20-70%wt。

具体地，所述有机胺类水溶液的浓度为40-60%wt。

所述反应温度为40-80℃。

所述环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种的混合物。

所述尾气为来源于烷氧基化装置的尾气。

本发明中含有环氧化物的尾气中环氧化物体积浓度为2%-50%，尾气流量控制为5m³/h~505m³/h；反应时间根据尾气排放量及尾气中环氧化物浓度不同而设置；根据吸收装置大小和尾气流量不同调节吸收液的流量；吸收液中水分含量降低至15%，或混合乙醇胺质量分数达到85%，需结束一批次的回收反应，将吸收塔中的吸收液导入后处理反应釜进行后处理，并更换新的吸收液。