[发明专利]一种制备环氧氯丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备有机物的方法，特别是一种制备环氧氯丙烷的方法。

背景技术

环氧氯丙烷，无色液体，有似氯仿气味，易挥发，不稳定，是一种重要的有机合成原料和中间体，用于生产环氧树脂及用作环氧树脂的稀释剂，也用于制造甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、甲基丙烯酸甘油酯、氯醇橡胶、缩水甘油衍生物、表面活性剂、电绝缘制品等。工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和醋酸丙烯酯法两种。前者由美国Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产，当前世界上90%以上的环氧氯丙烷采用该方法进行生产。后者由前苏联科学院以及日本昭和电工公司于20世纪80年代分别开发成功。丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷，工艺成熟，操作稳定，但由于废水排放量大，受到环保压力的制约，有的企业采用反渗透将皂化废水先进行浓缩，再对反渗透浓水进行多效蒸发，反渗透产水和蒸发出的水回用，但此方法也存在着能耗高的问题。为了解决废水的排放，王在军发明了“一种丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷的环保制备工艺”，此工艺是先将由传统工艺得到的二氯丙醇用溶剂从反应液中萃取出来，蒸馏得到二氯丙醇，萃取二氯丙醇后的废水再用络合萃取剂萃取出HCl，萃取HCl后的废水经活性炭吸附后返回到氯丙烯氯醇化系统。萃取HCl的络合萃取剂用石灰乳反萃，得到氯化钙溶液，络合萃取剂返回到HCl萃取系统。二氯丙醇加到加热的氢氧化钙乳浊液中，生产环氧氯丙烷，生产达终点后，母液过滤除去石灰渣，液体为氯化钙溶液。两步工艺得到的氯化钙溶液混合，经处理后与碳酸氢铵反应，生产轻质碳酸钙和氯化铵，整个过程无工艺废水外排。但此工艺中使用了大量的有机萃取剂，对操作环境带来安全隐患，会产生挥发性有机尾气，给大气环境造成影响，虽然没有废水的排放，但会有活性炭固体废弃物的产生。醋酸丙烯酯法反应条件温和，易于控制，避免了高温氯化反应，不结焦，操作稳定，氯气和消石灰用量较丙烯高温氯化法减少一半。缺点是工艺流程长，催化剂寿命短，设备投资费用相对较高。为此，开发一种能耗低、污染小的制备环氧氯丙烷的方法，具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色环保的制备环氧氯丙烷的方法。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是这样的，一种制备环氧丙烷的方法，包括以下步骤：

（1）向浆态床熟化反应器1内加入溶剂、pH调节剂、催化剂，启动搅拌3和循环泵5，建立循环，然后加入原料氯丙烯和双氧水；

其中，氯丙烯与双氧水的摩尔比为1.0～8.0，溶剂与双氧水的摩尔比为1.0～10，催化剂的质量浓度为1%～8%，浆态床熟化反应器1内温度控制为30～60℃，压力为常压～0.5Mpa， pH值为1～10，反应停留时间为20～60min，溶剂为甲醇、乙腈或者它们的混合物，pH调节剂为常规的酸或碱或酸式或碱式盐，催化剂为微米级的钛硅分子筛改性催化剂；

（2）在浆态床熟化反应器外循环管路上加入与步骤（1）相同比例的催化剂、pH调节剂、溶剂，三者在一级静态混合器10内混匀，在管道反应器内12加入与步骤（1）相同比例的氯丙烯、双氧水，物料进行氯丙烯环氧化均相催化反应，经冷却器14降温后进入二级静态混合器15再次混匀，经分布器19进入浆态床熟化反应器1内进行熟化反应得到环氧氯丙烷浆液，反应产生的少量气体从浆态床熟化反应器顶部的气体出口18排出；

其中，催化剂的加入方式为连续少量补加或者间歇式批量补加，pH调节剂的加入方式为连续补加，氯丙烯、双氧水和溶剂以一定的流速连续加入，冷却器的冷源为20～30℃的冷却介质；

（3）步骤（2）得到的环氧氯丙烷浆液经浆态床熟化反应器内的内置膜分离器2进行分离，催化剂被截留在反应器内，渗透侧得到环氧氯丙烷清澈溶液；

其中，浆态床熟化反应器1内的内置膜分离器2为金属膜分离器，金属膜分离器中金属膜的过滤精度为0.5～5μm，金属膜分离器根据膜通量的变化定期进行反冲，每次反冲时间为5～50s，过滤方式为死端过滤；

或者将步骤（2）得到的环氧氯丙烷浆液经循环泵送入浆态床熟化反应器1外的外置膜分离器6内进行过滤分离，催化剂浆液被截留以循环物流方式参与到后加入原料的反应中，渗透侧得到环氧氯丙烷清澈溶液；

其中，外置膜分离器6中的膜元件为陶瓷膜或者金属膜，过滤精度为0.5～5μm，过滤方式为死端过滤或错流过滤；

（4）将步骤（3）得到的环氧氯丙烷清澈溶液经精馏后分离出溶剂，溶剂循环回到前部反应系统重新利用，脱除溶剂后的釜液通过精馏塔脱轻组分和树脂吸附脱附后再经精馏塔脱除重组分后得到环氧氯丙烷产品。