[发明专利]一种环氧丙烷制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧丙烷制备方法。在钛硅分子筛催化剂的作用下，丙烯和H₂O₂进行环氧化反应生成环氧丙烷，经过产物分离、气体回收处理、粗产品精制得到纯度≥99.5％的环氧丙烷产品。经催化剂分离、副产物分离得到副产品丙二醇。本发明中，由于反应过程中没有溶剂的介入，与采用甲醇做溶剂的双氧水环氧化丙烯法制备环氧丙烷的工艺技术相比，生产成本低，安全性高，能耗低，工艺流程短，运行成本低，设备投资低，环氧丙烷产品纯度高，双氧水的转化率≥99％，双氧水的有效利用率≥98.5％，环氧丙烷的选择性(以环氧丙烷计)≥99％。

技术领域

本发明涉及一种有机物制备方法，具体就是一种环氧丙烷制备方法。

背景技术

环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。PO的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。现有技术中，PO生产主要采用过氧化氢制备环氧丙烷工艺(HPPO法)，该工艺生产过程中主要生成PO和水，工艺流程简单，产品收率高，副产物少，基本无污染，与氯醇法和共氧化法相比属于环境友好的清洁生产工艺。HPPO法是指H₂O₂在TS-1催化剂上催化环氧化丙烯生成PO，溶剂为甲醇，在中温、低压和液相反应条件下操作。目前HPPO法的生产技术有两种，一是Dow化学公司和BASF公司联合开发的技术，二是Degussa公司与Uhde公司联合开发的技术。在Dow/BASF工艺中，n(丙烯)：n(H₂O₂)＝2:1，m(甲醇)：m(H₂O₂)＝4:1，反应温度40～50℃，反应压力2.0MPa(G)。H₂O₂转化率和PO选择性分别为96％和95％，Degussa工艺与BASF工艺类似。上述两种工艺技术均采用在溶剂甲醇和催化剂存在的条件下，丙烯与H₂O₂发生环氧化反应生成环氧丙烷，在反应过程中，由于有溶剂甲醇的存在，会导致生产流程长、投资、能耗、运行成本高，副产物甲醛、甲酸、甲缩醛、甲酸甲酯含量高，特别是副产物甲酸甲酯(沸点32℃)、甲缩醛(沸点42℃)和产品环氧丙烷(沸点34℃)的沸点差较小，精馏分离难度大，导致产品环氧丙烷纯度低，聚合度低，影响产品环氧丙烷达到聚合级，对于生产聚合多元醇、聚醚类物质有较大影响，且“三废”量相对较大，环保治理成本相对较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有工艺的不足，提供一种环氧丙烷制备方法，以提高产品环氧丙烷的品质，简化工艺流程、降低能耗、生产成本，提高生产的安全性。

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

(1)反应

向反应釜内，按照摩尔比(1.02～1.3):1连续加入原料丙烯、质量分数4～90％的H₂O₂水溶液，以及新鲜钛硅分子筛催化剂和pH调节剂，控制反应釜内温度为25～75℃，压力为0.8～2.8MPa，催化剂质量分数为1～8％，pH为3.5～11.5，停留时间20～180min，在催化剂的作用下，丙烯与H₂O₂发生环氧化反应生成环氧丙烷，得到反应液和含丙烯、极少量环氧丙烷和微量惰性气体的反应尾气，反应液送至产物分离工序，反应尾气送至气体回收处理工序；

(2)产物分离

将从步骤(1)中得到的反应液进行蒸馏分离得到环氧丙烷粗品和浆液，环氧丙烷粗品送入粗产品精制工序，部分浆液作为循环液返回步骤(1)中的反应釜内继续进行反应，另一部分浆液送至催化剂分离工序，蒸馏时温度为5～40℃，压力为-90～30kPa；

(3)气体回收处理