專利名稱：環(huán)氧丙烷的提純的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用液/液萃取法分離環(huán)氧丙烷和甲醇。
先有技術(shù)通過常規(guī)蒸餾工藝難于從環(huán)氧丙烷中分離或除去甲醇，這是因為在高濃度，如大于95wt％等的濃度下，環(huán)氧丙烷對于甲醇的相對揮發(fā)度較低。
通過氧化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的技術(shù)已開發(fā)出來，該方法包括在氧化反應(yīng)中使用甲醇溶劑。涉及此技術(shù)的專利的實例有USP4,824,976、4,833,260、5,252,758等。
該技術(shù)生成的反應(yīng)混合物包含產(chǎn)物環(huán)氧丙烷和甲醇溶劑，盡可能便利和經(jīng)濟地分離環(huán)氧丙烷和甲醇是重要的。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，使環(huán)氧丙烷和甲醇的溶液經(jīng)過采用水和烴如正辛烷的液/液萃取操作來分離環(huán)氧丙烷和甲醇。
附圖簡述附

圖1示意說明了本發(fā)明的實施方案。圖2示意說明了不按照本發(fā)明的對比方法。圖3和4示意說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
發(fā)明詳述現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以通過采用了萃取溶劑水和烴如正辛烷的較為簡易的液/液萃取法來分離環(huán)氧丙烷和甲醇。在本發(fā)明的具體優(yōu)選實施方案中，如圖1所示，經(jīng)管道2將環(huán)氧丙烷和甲醇組成的液流進料到常規(guī)的連續(xù)式萃取塔1中。在上部經(jīng)管道3將作為萃取溶劑的水進料到該塔中，在下部經(jīng)管道4將烴如正辛烷也進料到塔中。在萃取塔中，水向下流動，用其萃取進料中的甲醇。與之相反，烴經(jīng)過該塔向上流動，用其攜帶環(huán)氧丙烷。這樣，經(jīng)管道5從該塔回收的上部液流含有烴溶劑和基本除去了甲醇的經(jīng)萃取的環(huán)氧丙烷，同時，從塔的下部經(jīng)管道6移出含有萃取用水和甲醇的含水液流?？梢杂贸Ｒ?guī)的方法對移出的液流進行適當(dāng)?shù)丶庸ひ曰厥崭鹘M分。這樣，烴萃取溶劑和環(huán)氧丙烷流可經(jīng)分餾分離出烴，可將該烴在萃取步驟中便利地再次使用。分離出的環(huán)氧丙烷可用常規(guī)方法進一步提純以獲得適當(dāng)高純度的產(chǎn)品環(huán)氧丙烷。在用萃取蒸餾獲得高純度環(huán)氧丙烷的工藝中，可以將烴萃取溶劑流5直接向萃取蒸餾步驟進料，這使本發(fā)明能夠特別方便地移去甲醇，如圖4所示。至于含水液流，可用常規(guī)蒸餾處理該液流以分離甲醇和水。可以將甲醇方便地返回到形成環(huán)氧丙烷的反應(yīng)中，在該反應(yīng)中甲醇可作為一種有效的溶劑，并且可以將水循環(huán)到萃取步驟。
在本發(fā)明的實施中，不需要特殊的溫度或壓力條件即可成功地分離環(huán)氧丙烷和甲醇。一般說來，約60-150°F的溫度是適宜的，并且可以采用接近常壓的壓力。
根據(jù)本發(fā)明進行處理的進料液流含有環(huán)氧丙烷和甲醇，優(yōu)選得自丙烯的催化過氧化氫氧化作用。通常建議首先使該進料經(jīng)過蒸餾，特別是在甲醇濃度高的情況下，以在萃取前除去甲醇。萃取工藝的進料中通常包含約2-10wt％的甲醇，其余的基本為環(huán)氧丙烷。
本發(fā)明采用的萃取用烴溶劑是飽和烴，優(yōu)選C7-C9飽和鏈烷烴。優(yōu)選辛烷，因為其不僅是有效的萃取溶劑，而且在環(huán)氧丙烷的提純工序中經(jīng)常在萃取蒸餾中采用正辛烷以從環(huán)氧丙烷中除去痕量的雜質(zhì)?？捎玫钠渌娘柡蜔N包括正庚烷和正壬烷以及含7-9個碳原子的支鏈飽和烴。
通過實施本發(fā)明，甲醇從環(huán)氧丙烷中得到了有效地分離。通過實施本發(fā)明獲得的產(chǎn)品環(huán)氧丙烷相對于所含的甲醇而言的純度為約99.8-99.995wt％純度，通常為99.9-99.95wt％純度。
本發(fā)明特別適合與環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工序相結(jié)合，該工序包括采用含甲醇的溶劑在液相中用過氧化氫氧化丙烯。用本發(fā)明分離的混合物可以是環(huán)氧丙烷和甲醇以及環(huán)氧丙烷和甲醇加水的混合物。
通常，商購的環(huán)氧丙烷的純度大于99.95％。經(jīng)氧化的烴如乙醛、甲醇和甲酸甲酯是主要雜質(zhì)，還有水和烴類如己烯和己烷。有幾種提純方法可以提供低雜質(zhì)濃度的環(huán)氧丙烷，包括用重質(zhì)烴如辛烷進行萃取蒸餾。
例如，為了進行對比，圖2示范了一種簡易蒸餾操作以獲得粗品的環(huán)氧丙烷，其甲醇濃度為商業(yè)環(huán)氧丙烷的提純操作的進料濃度。
將一般含有10wt％環(huán)氧丙烷，5wt％的水和85wt％的甲醇和雜質(zhì)的環(huán)氧丙烷反應(yīng)混合物經(jīng)管道202加入蒸餾塔201中并進行分餾，經(jīng)管道203從塔頂回收含99+％環(huán)氧丙烷的環(huán)氧丙烷流，其適于作為商業(yè)環(huán)氧丙烷提純操作的進料。經(jīng)管道204分離出含甲醇和水的塔底液流。
這種直接蒸餾工序的缺點在于需要具有高理論塔板數(shù)的大型蒸餾塔以及高回流比才能獲得適度的分離。
經(jīng)濟地進行環(huán)氧丙烷反應(yīng)混合物的粗蒸餾以充分地濃縮環(huán)氧丙烷是可能的，并且在本發(fā)明的一個特別有利的實施方案中，在本發(fā)明的液/液萃取之前進行了這種粗蒸餾。該步驟示范在圖3中。
參考圖3，將如上結(jié)合圖2描述的環(huán)氧丙烷混合物經(jīng)管道302加入到蒸餾塔301中并進行分餾，回收塔頂?shù)某醪酱制翻h(huán)氧丙烷，相對于進料而言其已經(jīng)大大地濃縮了環(huán)氧丙烷，例如含95wt％環(huán)氧丙烷和5wt％甲醇和雜質(zhì)并經(jīng)管道303將其移去。
與前述蒸餾塔201中的分離操作的需要相比，可以采用低得多的理論塔板數(shù)和較低的回流比。
經(jīng)管道303將初步粗品環(huán)氧丙烷流輸送至液/液萃取器304中，并經(jīng)管道305向其加入水萃取劑和經(jīng)管道306加入辛烷萃取劑。按照結(jié)合圖1的描述進行液/液萃取操作，經(jīng)管道307移走辛烷和環(huán)氧丙烷流，經(jīng)管道308移走水、甲醇流。
便利地，如所示，將水和甲醇液流輸送回蒸餾塔301并經(jīng)管道309從蒸餾塔301回收甲醇和水液流。
與圖2中經(jīng)管道203得到的環(huán)氧丙烷流相比，通過圖3所示的蒸餾和萃取步驟，經(jīng)管道307以經(jīng)濟得多的方式獲得環(huán)氧丙烷流是可能的。
在一些方法中，通過采用萃取溶劑如辛烷進行萃取蒸餾可以將環(huán)氧丙烷提純到商業(yè)可接受的純度。參見，例如USP3,843,488。
圖4示范了本發(fā)明的特別優(yōu)選實施方案，其將液/液萃取和用辛烷溶劑的萃取蒸餾集成在一起。
參考圖4，辛烷和環(huán)氧丙烷萃取物流從萃取器304經(jīng)管道307輸送至萃取蒸餾塔310，其中甲醇、水和輕質(zhì)雜質(zhì)以塔頂蒸汽的形式與一些辛烷一起經(jīng)管道311分離出去。將塔頂流出物在冷凝器312中冷凝并經(jīng)管道314與液態(tài)辛烷一起輸送至傾析器313。經(jīng)管道315分離出含水傾出物和甲醇以及輕質(zhì)雜質(zhì)。辛烷以回流的形式經(jīng)管道316返回蒸餾塔310。
塔底的辛烷和環(huán)氧丙烷流經(jīng)管道317從蒸餾塔310移至蒸餾塔321，其中經(jīng)提純的高純度環(huán)氧丙烷經(jīng)管道322回收。經(jīng)管道314將辛烷輸送至傾析器313，將部分辛烷經(jīng)管道306輸送至萃取器304。
值得注意的是，如果將初步粗品環(huán)氧丙烷從蒸餾塔301不經(jīng)液/液萃取步驟就輸送至萃取蒸餾步驟，則可從塔頂傾析器的含水液流中除去甲醇和輕質(zhì)雜質(zhì)。然而，由于沒有排出輕質(zhì)雜質(zhì)，該甲醇不能被便利地循環(huán)使用。
如上所述，本發(fā)明的方法可特別用于分離環(huán)氧丙烷和甲醇，二者存在于采用甲醇溶劑的丙烯和過氧化氫反應(yīng)得到的反應(yīng)混合物中。
實施例參考圖4，將來自過氧化氫和丙烯在甲醇溶劑中形成環(huán)氧丙烷的催化反應(yīng)的反應(yīng)混合物經(jīng)管道302向蒸餾塔301進料，在其中進行甲醇和環(huán)氧丙烷的粗分離。移去塔頂?shù)拇制翻h(huán)氧丙烷流并經(jīng)管道303輸送至萃取塔304，在此對其進行本發(fā)明的液/液萃取操作。
塔304是經(jīng)改裝的常規(guī)萃取器以使進料的各種液流緊密接觸。在上部附近經(jīng)管道305向塔304輸入水萃取溶劑，在下部附近經(jīng)管道306輸入正辛烷萃取溶劑。水萃取溶劑向下流經(jīng)該塔并與被萃取的甲醇一起經(jīng)管道308移出，并且，如圖所示，被便利地輸送至塔301以分離出所含的少量正辛烷。經(jīng)管道309從塔301回收含水的甲醇流，而且可用常規(guī)手段處理該流以回收甲醇，該甲醇可再次用于形成環(huán)氧丙烷的丙烯的反應(yīng)中。
經(jīng)管道307從塔304回收含萃取的環(huán)氧丙烷的正辛烷萃取溶劑流并輸送至蒸餾塔310，在這里通過萃取蒸餾分離出輕質(zhì)雜質(zhì)。將塔310的塔頂餾出物經(jīng)管道311輸送至冷凝器312和傾析器313，并經(jīng)管道314將正辛烷向傾析器313進料。經(jīng)管道315從傾析器313移去傾出小液流?；亓鞯恼镣榻?jīng)管道316輸送到塔310，從這里將塔底液流經(jīng)管道317移出并輸送至蒸餾塔321。經(jīng)管道322從塔頂回收已經(jīng)分離出大量甲醇的環(huán)氧丙烷產(chǎn)品流，并經(jīng)管道314回收塔底的正辛烷流。
附表提供了上述工藝中各位置的流速、組成和條件?？梢钥闯?，實施本發(fā)明能夠以經(jīng)濟和方便的方法從環(huán)氧丙烷中基本完全地分離出甲醇。
表
續(xù)表
權(quán)利要求
1.通過液/液溶劑萃取分離環(huán)氧丙烷和甲醇混合物的方法，該方法包含使所述混合物與水和C7-C9烴萃取溶劑接觸。
2.權(quán)利要求1的方法，其中的烴萃取溶劑為辛烷。
3.權(quán)利要求1的方法，其中對經(jīng)萃取的環(huán)氧丙烷和烴溶劑進行萃取蒸餾。
全文摘要
通過采用水和烴如正辛烷作為萃取溶劑的液/液萃取分離環(huán)氧丙烷和甲醇的混合物。
文檔編號C07D303/04GK1556798SQ02818432
公開日2004年12月22日 申請日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月21日
發(fā)明者G·A·索耶, G A 索耶 申請人:阿科化學(xué)技術(shù)公司