用萃取蒸餾塔分離氧化烯的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及對粗氧化丙烯流，例如來自PO/TBA過程的中間流，分離氧化丙烯的方法。可使粗氧化丙烯流通過萃取蒸餾塔。蒸餾塔使用C8-C20鏈烷烴作為萃取溶劑，帶有塔頂餾出物水洗鼓，在大于25-50psig的壓力和/或70-150℃的溫度下操作。粗氧化丙烯流包括基于粗氧化丙烯流總組成的0.001-0.1%重量甲醇。所述系統(tǒng)、方法和設(shè)備可產(chǎn)生比現(xiàn)有技術(shù)具有更少甲醛和乙醛的氧化丙烯流。
【專利說明】用萃取蒸餾塔分離氧化烯的方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及純化和回收氧化丙烯的方法，所述氧化丙烯由丙烯被氫過氧化物環(huán)氧化形成，所述氫過氧化物衍生自異丁烷、乙基苯或異丙基苯的氧化。具體地講，本方法改進從氧化丙烯分離輕質(zhì)醛，例如甲醛和乙醛。
[0002]發(fā)明背景
每年生產(chǎn)約145億磅氧化丙烯。氧化丙烯有很多用途。為了制造聚氨酯塑料，全部氧化丙烯的60-70%轉(zhuǎn)化成聚醚多元醇。通過由熱反應(yīng)或由酸或堿催化來加速的方法，約20% 氧化丙烯水解成丙二醇。其它主產(chǎn)物為聚丙二醇、丙二醇醚和碳酸丙烯。為了制備這些最終產(chǎn)物，需要不含雜質(zhì)的氧化丙烯。
[0003]制備包括氧化丙烯的氧化烯的方法包括其相應(yīng)烯烴的氫氯化和環(huán)氧化。在環(huán)氧化方法中使用的氧化劑由叔烴或仲烴被分子氧直接氧化而衍生；因此，它們包含含氧雜質(zhì)和前體。在烯烴環(huán)氧化步驟中還產(chǎn)生另外的含氧雜質(zhì)。粗氧化烯，例如氧化丙烯，特別是產(chǎn)生自用烴氧化劑環(huán)氧化的那些，包含顯著量難以從氧化烯分離的含氧雜質(zhì)。這些雜質(zhì)一般包括水、酸、醇、醛、酮和酯。需要繼續(xù)改進使氧化丙烯與生產(chǎn)氧化丙烯的不同方法的流出物流的這些雜質(zhì)成分分離的系統(tǒng)和方法。
[0004]美國專利3，338，800教導用鏈烷烴或鏈烷烴石腦油溶劑萃取蒸餾具有3至18個碳原子的氧化烯。更具體地講，該專利提出用具有高于所述雜質(zhì)沸點至少35°C的沸點的無環(huán)鏈烷烴作為溶劑，通過萃取蒸餾可分離在氧化烯5°C內(nèi)沸騰的含氧雜質(zhì)。由該專利解決的問題是，通過在液相中用分子氧直接氧化烯屬不飽和化合物而產(chǎn)生的環(huán)氧化物部分包含含氧雜質(zhì)，由于它們的沸點類似于期望的環(huán)氧化物產(chǎn)物，所以這些雜質(zhì)不能通過常規(guī)蒸餾技術(shù)分離。
[0005]美國專利3，881，996教導分餾步驟的次序?qū)Φ玫降难趸┑淖罱K雜質(zhì)具有主要影響，特別是對于醛含量。當去除乙醛和更低沸點物質(zhì)處于將氧化丙烯與丙醛和更高沸點物質(zhì)分離的步驟之前時，得到改進相當大的結(jié)果。這種結(jié)果非常不尋常，并且不與分餾設(shè)備的慣常可計算性能一致。該發(fā)明人相信，在蒸餾 期間可能發(fā)生化學反應(yīng)，反應(yīng)干擾正常傳質(zhì)步驟，從而產(chǎn)生反常的結(jié)果。然而，未提供科學的論證。
[0006]美國專利號3，464，897和3，843，488教導使用8_20個碳原子的烴溶劑能夠在萃取蒸餾中從氧化丙烯有效地去除C5-C7雜質(zhì)。美國專利號3，607，669教導了一種方法，通過在包含8至12個碳原子的無環(huán)或環(huán)狀烷烴存在下，經(jīng)由在升高的壓力下破壞水-氧化丙烯共沸物來蒸餾混合物，用于使氧化丙烯與水分離。有很多其它美國專利將不同溶劑引入用于氧化丙烯純化的萃取蒸餾操作中，例如4，140，588,5, 000，825,5, 006，206,5, 116，466、 5，116，467、5，139，622、5，145，561,5, 145，563、5，154，803、5，154，804、5，160，587、 5，340，446,5, 620，568,5, 958，192 和 6，559，248。美國專利號 2，550，847,2, 622，060、 3，350，417,3, 477，919,4, 691，034,4, 691，035,5, 106，458 和 5，107，002 教導如何使甲酸甲酯與氧化丙烯分離。雖然這些專利教導去除選擇的氧化丙烯雜質(zhì)，但都沒有解決醛的去除， 特別是甲醛和乙醛。[0007]美國專利號6，024，840用甲醇作為萃取溶劑從丙烯去除乙醛。然而，溶劑甲醇本身變成接近沸騰的氧化丙烯污染物。美國專利號7，705，167教導使用水洗氧化丙烯，隨后使含水相與烴萃取溶劑接觸，隨后蒸餾。這些教導對現(xiàn)有設(shè)備的改進不實用。由于難以回收包含低于50ppm總?cè)┣也缓兹┑难趸?，特別是對于從氫過氧化叔丁基方法產(chǎn)生的氧化丙烯，本發(fā)明的目的是提供以低醛高純狀態(tài)回收氧化丙烯而不大量損失氧化丙烯的適用于現(xiàn)有設(shè)備的方法。
[0008]發(fā)明概述
一個實施方案涉及用于從粗氧化丙烯流分離氧化丙烯的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
[0009]可使粗氧化丙烯流(例如，來自Ρ0/ΤΒΑ過程的中間流)通過萃取溶劑輕組分蒸餾塔。粗氧化丙烯流包含各種雜質(zhì)，如甲醛、乙醛、甲酸甲酯、甲醇和水。通過在較高溫度和壓力下操作溶劑輕組分塔，實現(xiàn)醛雜質(zhì)較好地排到溶劑輕組分塔塔頂。通過減小粗氧化丙烯(PO)進料中的甲醇濃度，也實現(xiàn)醛雜質(zhì)較好地排到溶劑輕組分塔。隨后的水洗從溶劑輕組分塔的塔頂物去除含氧雜質(zhì)，特別是甲醇。
[0010]附圖簡述
參考以下說明和所附權(quán)利要求及附圖，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，其中:
圖1為根據(jù)一個實施方案的氧化丙烯分離系統(tǒng)的示意方塊圖；
圖2為根據(jù)一個實施方案在中試設(shè)備中使用的包括溶劑輕組分塔的示意圖。
[0011]圖3為根據(jù)一個實施方案在中試設(shè)備中使用的溶劑汽提塔的示意圖。
[0012]應(yīng)了解，不同的實施方案不限于圖中所示布置和手段。
[0013]發(fā)明實施方案的詳述
通過參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的以下詳述和其中包括的實施例，可更容易地理解本發(fā)明。
[0014]現(xiàn)在描述制備氧化丙烯(PO)的方法，氧化丙烯(PO)也稱為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丙烯、1，2-氧化丙烯、甲基環(huán)氧乙烷、1，2-環(huán)氧丙烷、氧化丙烯、甲基氧化乙烯、氧化甲基乙烯。首先，如式I中所示，異丁烷(IB)，也稱為2-甲基丙烷，可與氧反應(yīng)生成氫過氧化叔丁基(TBHP)，也稱為2-甲基丙烷-2-過氧醇。
【權(quán)利要求】
1.一種從粗氧化丙烯流分離氧化丙烯的方法，所述方法包括使所述粗氧化丙烯流通過萃取蒸懼塔，其中所述蒸懼塔在大于25-50psig的壓力操作。
2.權(quán)利要求2的方法，其中所述萃取蒸餾塔用C8-C20鏈烷烴作為萃取溶劑。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述蒸餾塔塔頂包括水洗鼓。
4.權(quán)利要求3的方法，其中一部分塔頂餾出物與水和鏈烷烴溶劑在靜態(tài)混合器中混合，以形成混合物，并且其中將所述混合物進料到水洗鼓。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述水洗鼓允許所述混合物的微滴聚結(jié)并分離成頂部有機相和底部含水相，其中所述頂部有機相作為回流的部分進料到所述萃取蒸餾塔塔頂，其中去除所述底部含水相用于進一步處理。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述萃取蒸餾塔在大于25-35psig的壓力下操作。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述萃取蒸餾塔在約30psig的壓力下操作。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流總組成的0.0Ol至0.5%重量甲醇。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流總組成的約0.0032%重量甲醇。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述粗氧化丙烯流為來自PO/TBA過程的中間流。
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于50ppm甲醛的流。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于30ppm乙醛的流。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于5ppm甲醛的流。
14.權(quán)利要求1的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于4.8ppm乙醛的流。
15.權(quán)利要求1的方法，其中包括再沸器的所述萃取蒸餾塔在70-150°C的溫度下操作。
16.一種從粗氧化丙烯流分離氧化丙烯的方法，所述方法包括使所述粗氧化丙烯流通過萃取蒸餾塔，其中所述蒸餾塔在70-150°C的溫度下操作。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述蒸餾塔在80-120°C的溫度下操作。
18.權(quán)利要求16的方法，其中所述蒸餾塔在約115°C的溫度下操作。
19.權(quán)利要求16的方法，其中所述粗氧化丙烯流包含基于所述粗氧化丙烯流總組成的0.001至0.1%重量甲醇。
20.權(quán)利要求16的方法，其中所述粗氧化丙烯流為來自PO/TBA過程的流出物流。
21.權(quán)利要求16的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于25.4ppm甲醛的流。
22.權(quán)利要求16的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于6.4ppm乙醛的流。
23.權(quán)利要求16的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于7.8ppm甲醛的流。
24.權(quán)利要求16的方法，其中所述方法產(chǎn)生包含小于4.8ppm乙醛的流。
【文檔編號】C07D303/04GK103562192SQ201280027548
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】李向民, D.W.利雄, 張銻 申請人:萊昂德爾化學技術(shù)公司