本發(fā)明涉及一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、環(huán)氧丙烷(po)是除聚丙烯外的第二大丙烯衍生物，是重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工合成原料。用于生產(chǎn)po的工業(yè)裝置主要分為三類：氯醇法(chpo)、雙氧水法(hppo)和有機(jī)過(guò)氧化物氧化法，其中，有機(jī)過(guò)氧化物由異丁烷、乙苯或異丙苯的氧化產(chǎn)生。

2、在以丙烯為原料時(shí)，為了防止氧化劑穿透床層，導(dǎo)致副反應(yīng)加劇及安全風(fēng)險(xiǎn)，丙烯常過(guò)量使用，因此環(huán)氧化產(chǎn)物中通常包含大量未反應(yīng)的丙烯、po、溶劑。由于丙烯與po和溶劑存在明顯的沸點(diǎn)差，可采用蒸餾方式回收未反應(yīng)完全的丙烯。

3、cn105330540a公開(kāi)了一種回收精制丙烯的裝置，通過(guò)采用含高壓丙烯回收塔、閃蒸罐、低壓丙烯回收塔和脫丙烷塔組成的丙烯回收裝置較好地解決現(xiàn)有技術(shù)存在能耗高的問(wèn)題。通過(guò)將高低壓塔釜溫度設(shè)置在120℃以下，較好地防止了po熱敏分解。

4、cn101103010b將環(huán)氧化反應(yīng)過(guò)程中未反應(yīng)完全的丙烯循環(huán)至環(huán)氧化反應(yīng)器中，將導(dǎo)致反應(yīng)器床層壓降明顯增加。這是由于醛聚合引起的。

5、jp2005089405a公開(kāi)了一種在丙烯回收塔塔頂注水，用水提取丙烯中的醛類,將其脫除到體系外,從而穩(wěn)定生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。

6、然而在生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的過(guò)程中，由于氧化劑的存在，不可避免會(huì)有含氧雜質(zhì)及其衍生物的生成，例如水、酸、醇、醛、酮和酯等。由于上述某些雜質(zhì)，例如水、甲醇、甲酸甲酯等，會(huì)與po形成共沸物，采用常規(guī)手段較難分離。此外，環(huán)氧丙烷產(chǎn)品對(duì)水、醛、同分異構(gòu)體有嚴(yán)格要求，水會(huì)影響聚合物的羥值和發(fā)泡性能，醛會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)出異味，影響人們身體健康，同分異構(gòu)體是聚合長(zhǎng)鏈的封端劑，因此，國(guó)標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)產(chǎn)品純度都有嚴(yán)格要求。

7、國(guó)標(biāo)中環(huán)氧丙烷優(yōu)等品質(zhì)量純度要求為：環(huán)氧丙烷≥99.95％，水≤0.02％，乙醛+丙醛≤0.005％，酸≤0.003％。

8、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)氧丙烷優(yōu)等品質(zhì)量純度要求為：環(huán)氧丙烷≥99.99％，水≤0.003％，乙醛+丙醛≤0.001％，酸≤0.001％。

9、將po與高沸點(diǎn)組分(溶劑、芐醇等)分離可得到粗po和芐醇，已有諸多關(guān)于粗po產(chǎn)物精制獲得高純po的公開(kāi)文獻(xiàn)專利。

10、cn104109137b公開(kāi)了一種環(huán)氧丙烷的純化方法，采用萃取精餾和液液萃取相結(jié)合的方式，有效地脫除水、甲醇、乙醛、甲酸甲酯雜質(zhì)，同時(shí)增加水洗塔利用同種萃取劑回收廢水中的環(huán)氧丙烷和萃取劑。該方法萃取效率高，可以得到純度超過(guò)99.99wt％的聚合級(jí)環(huán)氧丙烷產(chǎn)品，環(huán)氧丙烷回收率達(dá)到99.2～99.8％。然而其未考慮甲醛對(duì)于系統(tǒng)的影響。

11、cn105555772a公開(kāi)了一種環(huán)氧丙烷分離方法，采用萃取精餾結(jié)合水洗液液萃取的方式可有效脫除粗po中的醇和醛。

12、cn111655673a公開(kāi)了一種環(huán)氧丙烷分離系統(tǒng)和方法，采用脫重、萃取精餾和液液萃取相結(jié)合的方式，可有效脫除丙酮、水、甲醇、甲酸甲酯、甲醛及其衍生物、2-甲基戊烷等雜質(zhì)，獲得純度超過(guò)99.98wt％的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。然而上述粗po中甲醛及其衍生物含量較低，在80ppm以下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧丙烷純化過(guò)程脫除雜質(zhì)的方法。本發(fā)明的研究人員發(fā)現(xiàn)，在粗po生產(chǎn)和芐醇純化過(guò)程中，會(huì)有大量以半縮醛和縮醛形式存在的醛衍生物分解，使粗po產(chǎn)品中總?cè)?甲醛+乙醛+丙醛)含量超過(guò)500ppm。由于醛易縮聚，粗po中醛含量較高，易導(dǎo)致管道、換熱器、閥門結(jié)垢，對(duì)下游粗po精制造成極大影響。

2、因此，環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過(guò)程中醛的有效分離對(duì)環(huán)氧丙烷生成工藝非常重要。然而，目前現(xiàn)有文獻(xiàn)專利中，僅提到循環(huán)丙烯和粗po精制過(guò)程中醛脫除方法，沒(méi)有涉及粗po生產(chǎn)和芐醇純化過(guò)程中醛脫除的相關(guān)報(bào)道，尤其涉及甲醛的。

3、環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物不可避免會(huì)有醛和醇的生成，其中醛例如甲醛、乙醛和丙醛等；醇例如：甲醇和芐醇等。上述半縮醛或縮醛會(huì)在粗環(huán)氧丙烷回收塔中受熱分解，甲醛沸點(diǎn)較低，易在粗環(huán)氧丙烷回收塔塔頂粗po中富集，然而芐醇等沸點(diǎn)較高的醇則在塔釜濃縮。由于甲醛極易聚合，本研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粗po中羥基摩爾含量低于甲醛摩爾含量時(shí)，粗po中甲醛在較低的濃度下(500～1000重量ppm)，就有白色聚合物出現(xiàn)，因此需要控制粗po中甲醛的含量。

4、為實(shí)現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的方法，該方法包括：

5、(1)丙烯回收后的環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物從下部進(jìn)入粗環(huán)氧丙烷回收塔在粗環(huán)氧丙烷回收塔中純化，其中，在所述粗環(huán)氧丙烷回收塔側(cè)線供給脫鹽水物料，并在所述粗環(huán)氧丙烷回收塔側(cè)線采出富含水溶性雜質(zhì)的物料，粗環(huán)氧丙烷塔頂?shù)玫酱汁h(huán)氧丙烷塔頂流，并在粗環(huán)氧丙烷塔底得到塔底流，其中，側(cè)線脫鹽水物料注入點(diǎn)高于側(cè)線富含水溶性雜質(zhì)的物料采出點(diǎn)，兩者間的理論板數(shù)為n，n≥2；

6、(2)粗環(huán)氧丙烷回收塔測(cè)線采出的所述富含水溶性雜質(zhì)的物料進(jìn)入萃取塔，塔頂分離出油相物料，塔釜分離出富含雜質(zhì)的廢水物料；側(cè)線供給的脫鹽水物料流股5的質(zhì)量流量與所述丙烯回收后的環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量流量的比值k滿足下述關(guān)系；公式中，丙烯回收后的環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物作為流股1，塔頂?shù)玫降拇汁h(huán)氧丙烷塔頂流為流股2；

7、

8、式中，以重量計(jì)，為流股1中甲醛的濃度(wt％)；為流股2中環(huán)氧丙烷的濃度(wt％)；為流股2中甲醛的濃度(wt％)；n為粗環(huán)氧丙烷回收塔的側(cè)線脫鹽水注入點(diǎn)與側(cè)線富含水溶性雜質(zhì)的物料采出點(diǎn)間的理論板數(shù)。

9、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

10、沿物料流向串聯(lián)連通的粗環(huán)氧丙烷回收塔和萃取塔；

11、粗環(huán)氧丙烷回收塔包括：丙烯回收后的環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物的下部進(jìn)料點(diǎn)、側(cè)線脫鹽水物料注入點(diǎn)、富含水溶性雜質(zhì)的物料的測(cè)線采出點(diǎn)、粗環(huán)氧丙烷塔頂流的塔頂采出點(diǎn)、塔底采出點(diǎn)；

12、萃取塔包括富含水溶性雜質(zhì)的物料的進(jìn)料點(diǎn)，塔頂采出點(diǎn)和塔釜采出點(diǎn)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、(1)根據(jù)本發(fā)明，降低了粗po中醛，尤其是甲醛的含量≤300ppm，防止下游粗po精制過(guò)程中出現(xiàn)醛聚合的現(xiàn)象，提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性；

15、(2)根據(jù)本發(fā)明，降低了粗po中有機(jī)酸的含量≤10ppm，降低了系統(tǒng)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

16、(3)根據(jù)本發(fā)明，有效回收了雜質(zhì)物料中的po，減少了po的損失。

17、本發(fā)明的方法可有效脫除環(huán)氧丙烷中的甲醛和有機(jī)酸，可用于環(huán)氧丙烷分離的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

技術(shù)特征：

1.一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(2)中，萃取塔的萃取劑為烴；優(yōu)選所述烴為環(huán)氧丙烷合成工藝使用的溶劑烴；優(yōu)選為異丙苯或乙苯共氧化合成環(huán)氧丙烷工藝中的烴溶劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(2)中，新鮮萃取劑烴物料流量與粗環(huán)氧丙烷回收塔測(cè)線采出的所述富含水溶性雜質(zhì)的物料進(jìn)入萃取塔的流量重量比大于0.6：1，優(yōu)選大于1：1，更優(yōu)選為1.5-5：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，

9.一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種粗環(huán)氧丙烷純化脫除雜質(zhì)的方法和系統(tǒng)，該方法包括：(1)丙烯回收后的環(huán)氧化反應(yīng)產(chǎn)物從下部進(jìn)入粗環(huán)氧丙烷回收塔在粗環(huán)氧丙烷回收塔中純化，其中，在所述粗環(huán)氧丙烷回收塔側(cè)線供給脫鹽水物料，并在所述粗環(huán)氧丙烷回收塔側(cè)線采出富含水溶性雜質(zhì)的物料，粗環(huán)氧丙烷塔頂?shù)玫酱汁h(huán)氧丙烷塔頂流，并在粗環(huán)氧丙烷塔底得到塔底流；(2)粗環(huán)氧丙烷回收塔測(cè)線采出的所述富含水溶性雜質(zhì)的物料進(jìn)入萃取塔，塔頂分離出油相物料，塔釜分離出富含雜質(zhì)的廢水物料。本發(fā)明的方法可有效脫除環(huán)氧丙烷中的甲醛和有機(jī)酸，可用于環(huán)氧丙烷分離的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

技術(shù)研發(fā)人員：李木金,高瑞,施德磐,賀來(lái)賓,趙鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8