專利名稱：一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝的制作方法
一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝技術領域
本發明屬于精細化工中間體生產技術領域，具體涉及一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝。
背景技術：
目前環氧丙烷生產工藝主要有氯醇化法和共氧化法兩種。傳統的氯醇化法生產環氧丙烷工藝主要采用氯氣、水和丙烯發生氯醇化反應，生成中間體一氯丙醇，然后用石灰乳進行皂化。用該方法生產出的一氯丙醇濃度經常過高或過低，不易控制。一氯丙醇溶液濃度過高，副反應加大，選擇性降低，不利于化學反應平衡，對設備腐蝕嚴重；一氯丙醇溶液濃度過低，設備的單位生產能力越小，污水處理量也越大，能源消耗也越大。
共氧化法又稱聯產法，分為乙苯法(聯產苯乙烯)和異丁烷法(聯產叔丁醇)。
a.乙苯法生產環氧丙烷是用乙苯氫過氧化物作環氧劑，其工藝由6部分組成乙苯氧化、丙稀環氧化、產品分離、環氧丙烷精制、苯乙烯生產、催化劑回收和制備。
b.異丁烷法生產環氧丙烷的工藝有6個工序異丁烷氧化、丙烯環氧化、產品分離、精制、催化劑回收和制備叔丁醇處理。
共氧化法的優點是原料價格低，所用設備材質為一般碳鋼，成本低，公害少。缺點是對原料質量要求高，需平衡大量聯產品，受市場制約較大。
申請號為201010143846. 2的中國發明專利申請文件中記載向一氯丙醇溶液中加入絡合萃取劑，多級萃取劑，將HCL和一氯丙醇一次性萃取出來。該工藝由于用絡合萃取劑一次將鹽酸和一氯丙醇萃取出來，然后一起進行皂化，造成液堿消耗量增大，萃取率低， 并沒有達到節能、增效的目的。發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種通過兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，能夠提高環氧丙烷的產量，降低原料的消耗量，保護環境。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于按如下步驟依次進行1)氯醇化工序將氯氣、丙烯、工業水引入反應器底部，在反應器內發生氯醇化反應，生成一氯丙醇水溶液；2)一氯丙醇萃取工序將一氯丙醇水溶液通過泵引入一級萃取塔的上部，萃取劑從一級萃取塔的中下部進入，萃取出一氯丙醇，將萃取一氯丙醇的萃取劑從一級萃取塔的塔頂排出，水相從一級萃取塔塔底排出；3)鹽酸絡合萃取工序將萃取完一氯丙醇的水相通過泵引入二級萃取塔的上部，絡合萃取劑從二級萃取塔的中下部進入，進行絡合萃取，將絡合萃取出的鹽酸從二級萃取塔的塔頂排出，水相從二級萃取塔的塔底排出；4)精餾工序將一氯丙醇萃取工`序中萃取的一氯丙醇的萃取劑泵入精餾塔內，將一氯丙醇和萃取劑分離出來；5)皂化工序將分離出的一氯丙醇泵入皂化反應器中，與氫氧化鈉溶液進行皂化反應， 生成環氧丙烷粗品，精餾得到環氧丙烷產品。
優選的，所述的一氯丙醇萃取工序中，一氯丙醇水溶液與萃取劑的體積比為 1-3:1。
優選的，所述的一氯丙醇萃取工序中，萃取劑為甲乙酮、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、 磷酸三苯酯、三辛胺、二氯丙烷、N235、醋酸正丁酯或甲基異丁基酮中的任意一種以上。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，所述的絡合萃取劑中的溶劑為正十一烷至正十六燒中的任意一種以上；所述的調和劑為正辛醇、正壬醇、正癸醇、正i^一醇、正十二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、醋酸正丁酯、甲乙酮或甲基異丁基酮中的任意一種以上。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，所述的絡合萃取劑中的絡合劑為三辛胺、 7301、N235、十六烷基二甲基叔胺、四氯化碳或二氯丙烷中的任意一種以上。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取出的鹽酸與石灰乳反應，生成氯化鈣溶液，氯化鈣溶液經多效蒸發生成固體氯化鈣，蒸出的水返回到石灰乳配置系統。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取后的水相返回到氯醇化工序套用。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相與絡合萃取劑的體積比為1_3:1。
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相中鹽酸的質量濃度為1. 6%-1. 8%O
優選的，所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取劑由溶劑、絡合劑與調和劑以體積比為30-70 25-60 5-15的比例混合而成。
與現有技術相比，本發明的有益效果是1、本發明采用傳統方法制備一氯丙醇水溶液后，對其進行萃取，將鹽酸從一氯丙醇水溶液中分離出來，在進行皂化反應時，能夠降低氫氧化鈉溶液的消耗量，在實際生產過程中，氫氧化鈉溶液的成本比石灰乳的成本高，將鹽酸萃取出來可以降低皂化反應中氫氧根離子的消耗量，節約成本。
2、一氯丙醇水溶液與萃取劑的體積比為1-3:1，不僅可以使一氯丙醇的萃取率達到96%以上，而且所需投入的萃取劑的量不多，節約成本。在實際生產過程中，所投入的萃取劑的量不多，運輸萃取劑的管道就不需要太粗，就不會需要太多熱能，進而投入的成本就低。
3、在一氯丙醇萃取工序中，萃取劑為磷酸三辛酯、醋酸正丁酯、甲基異丁基酮中的任意一種以上，絡合萃取劑中的溶劑為正壬醇、正葵醇、正十四烷、正十三烷、甲苯、二甲基乙酰胺、亞磷酸三甲酯、對硝基苯乙醚中的任意一種以上。絡合萃取劑中的絡合劑為N235、 十六烷基二甲基叔胺、四氯化碳、二氯丙烷中的任意一種以上。由于萃取劑的水溶性差，能夠進一步降低絡合萃取后水中的C0D，可使水中的COD值降低30%，減少水中受還原性物質污染的程度。
4、將一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取劑泵入精餾塔內，將一氯丙醇和萃取劑分離出來；能夠減少參與皂化反應的氫氧化鈉溶液的量，保證皂化效率； 同時，將萃取劑分離出來，能夠降低皂化水中COD值。
5、將萃取一氯丙醇的萃取劑與氫氧化鈉溶液進行皂化反應，能夠避免萃取劑與石灰乳接觸，不會發生乳化；絡合萃取出的鹽酸與石灰乳反應，生成氯化鈣溶液，氯化鈣溶液處理后經多效蒸發生成固體氯化鈣，蒸出的水返回到石灰乳配置系統，萃取出的鹽酸純度高，不含有有機物質， 進而使制得的氯化鈣溶液純度高。
6、絡合萃取后的水相返回到氯醇化工序套用，實現資源回收利用，節約能源。
7、萃取完一氯丙醇的水相與絡合萃取劑的體積比為1-3:1，不僅能夠使鹽酸的萃取率達到97%以上，而且所需投入的絡合萃取劑的量不多，節約成本。若一氯丙醇溶液的水相與絡合萃取劑的體積比小于1:1，雖然鹽酸的萃取率可以稍微提高，但是萃取出一定量的鹽酸需要很長時間，并且消耗的絡合萃取劑量大，造成資源浪費；若一氯丙醇溶液的水相與絡合萃取劑的體積比大于3:1，雖然萃取率可以達到97%，但是在實際生產過程中，運輸溶液的管道就需要粗的管道，同時需要消耗太多熱能，進而導致投入的成本就高。。
8、萃取完一氯丙醇的水相中鹽酸的質量濃度為1. 6%-1. 8%，能夠保證鹽酸經過絡合萃取后，鹽酸的萃取率達到98%以上，進而使生成的氯化鈉達到飽和，有利于電解的進行。
具體實施方式
實施例一兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于按如下步驟依次進行1)氯醇化工序將氯氣、丙烯、工業水引入反應器底部，在反應器內發生氯醇化反應，生成一氯丙醇水溶液；2)一氯丙醇萃取工序將一氯丙醇水溶液通過泵引入一級萃取塔的上部，萃取劑磷酸三辛酯從一級萃取塔的中下部進入，其中，一氯丙醇水溶液與萃取劑磷酸三辛酯的體積比為1:1，萃取出一氯丙醇溶液，一氯丙醇水溶液的萃取率為99. 2%，將萃取一氯丙醇的萃取劑磷酸三辛酯從一級萃取塔的塔頂排出，水相從一級萃取塔塔底排出；3)鹽酸絡合萃取工序將萃取完一氯丙醇的水相(含鹽酸的質量濃度為1.6%)通過泵引入二級萃取塔的塔頂，絡合萃取劑(N235 :正葵醇二甲基乙酰胺體積比為25:70:5)從二級萃取塔的中下部進入，進行絡合萃取，水相與絡合萃取劑的體積比為1:1，將絡合萃取出的鹽酸從二級萃取塔的塔頂排出，鹽酸的萃取率為98%，水相從二級萃取塔的塔底排出，返回到氯醇化工序套用，節約資源；絡合萃取出的鹽酸與與質量分數為20%的石灰乳反應，生成氯化鈣溶液，氯化鈣溶液處理后經多效蒸發生成固體氯化鈣，蒸出的水返回到石灰乳配置系統；4)精餾工序將一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取劑磷酸三辛酯泵入精餾塔內，將一氯丙醇和萃取劑磷酸三辛酯分離出來；5)皂化工序將分離出的一氯丙醇泵入皂化反應器中，與質量濃度為10%的氫氧化鈉溶液進行皂化反應，生成環氧丙烷粗品，精餾得到環氧丙烷產品。
實施例二 將實施例一中的一氯丙醇萃取工序中的萃取劑替換為醋酸正丁酯，一氯丙醇水溶液與萃取劑醋酸正丁酯的體積比為1. 5:1，一氯丙醇水溶液的萃取率為97. 1% ;鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相(含鹽酸的質量濃度為1. 7%)通過泵引入二級萃取塔的塔頂， 絡合萃取劑(十六烷基二甲基叔胺亞磷酸三甲酯對硝基苯乙醚體積比為45:40:15)從二級萃取塔的中下部進入，進行絡合萃取，水相與絡合萃取劑的體積比為2:1,鹽酸的萃取率為97. 5%。其余工藝和使用的設備與實施例一相同，不再贅述。
實施例三將實施例一中的一氯丙醇萃取工序中的萃取劑替換為甲基異丁基酮，一氯丙醇水溶液與萃取劑甲基異丁基酮的體積比為3:1，一氯丙醇水溶液的萃取率為96. 4% ;鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相(含鹽酸的質量濃度為1. 8%)通過泵引入二級萃取塔的塔頂，絡合萃取劑(二氯丙烷正十三烷甲苯體積比為60:30:10)從二級萃取塔的中下部進入，進行絡合萃取，水相與絡合萃取劑的體積比為3:1,鹽酸的萃取率為97. 1%。其余工藝和使用的設備與實施例一相同，不再贅述。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例 而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于按如下步驟依次進行1)氯醇化工序將氯氣、丙烯、工業水引入反應器底部，在反應器內發生氯醇化反應，生成一氯丙醇水溶液；2)一氯丙醇萃取工序將一氯丙醇水溶液通過泵引入一級萃取塔的上部，萃取劑從一級萃取塔的中下部進入，萃取出一氯丙醇，將萃取一氯丙醇的萃取劑從一級萃取塔的塔頂排出，水相從一級萃取塔塔底排出；3)鹽酸絡合萃取工序將萃取完一氯丙醇的水相通過泵引入二級萃取塔的上部，絡合萃取劑從二級萃取塔的中下部進入，進行絡合萃取，將絡合萃取出的鹽酸從二級萃取塔的塔頂排出，水相從二級萃取塔的塔底排出；4)精餾工序將一氯丙醇萃取工序中萃取的一氯丙醇的萃取劑泵入精餾塔內，將一氯丙醇和萃取劑分離出來；5)皂化工序將分離出的一氯丙醇泵入皂化反應器中，與氫氧化鈉溶液進行皂化反應， 生成環氧丙烷粗品，精餾得到環氧丙烷產品。
2.根據權利要求1所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的一氯丙醇萃取工序中，一氯丙醇水溶液與萃取劑的體積比為1-3:1。
3.根據權利要求2所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的一氯丙醇萃取工序中，萃取劑為甲乙酮、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、三辛胺、二氯丙烷、N235、醋酸正丁酯或甲基異丁基酮中的任意一種以上。
4.根據權利要求3所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，所述的絡合萃取劑中的溶劑為正十一烷至正十六烷中的任意一種以上；所述的調和劑為正辛醇、正壬醇、正癸醇、正i^一醇、正十二醇、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、醋酸正丁酯、甲乙酮或甲基異丁基酮中的任意一種以上。
5.根據權利要求4所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，所述的絡合萃取劑中的絡合劑為三辛胺、7301、N235、十六烷基二甲基叔胺、四氯化碳或二氯丙烷中的任意一種以上。
6.根據權利要求1至5任一所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取出的鹽酸與石灰乳反應，生成氯化鈣溶液，氯化鈣溶液經多效蒸發生成固體氯化鈣，蒸出的水返回到石灰乳配置系統。
7.根據權利要求6所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取后的水相返回到氯醇化工序套用。
8.根據權利要求7所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相與絡合萃取劑的體積比為1-3:1。
9.根據權利要求8所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，萃取完一氯丙醇的水相中鹽酸的質量濃度為1. 6%-1. 8%。
10.根據權利要求9所述的一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，其特征在于所述的鹽酸絡合萃取工序中，絡合萃取劑由溶劑、絡合劑與調和劑以體積比為30-70 25-60 5-15的比例混合而成。
全文摘要
本發明公開了一種兩步萃取法生產環氧丙烷的制備工藝，屬于精細化工中間體生產技術領域。其特征在于向一氯丙醇水溶液加入萃取劑后，萃取出一氯丙醇，水相從一級萃取塔塔底排出；將萃取完一氯丙醇的水相加入絡合萃取劑將鹽酸排出，水相從二級萃取塔的塔底排出；將萃取的一氯丙醇的萃取劑泵入精餾塔內，將一氯丙醇和萃取劑分離出來；將分離出的一氯丙醇泵入皂化反應器中，與氫氧化鈉溶液進行皂化反應，生成環氧丙烷粗品，精餾得到環氧丙烷產品。本發明的有益效果是采用傳統方法制備一氯丙醇水溶液后，對其進行萃取，將鹽酸從一氯丙醇水溶液中分離出來，在進行皂化反應時，能夠降低氫氧化鈉溶液的消耗量，節約成本。
文檔編號C07D303/04GK103044359SQ201310034979
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者蒲偉, 于強強, 裴迎迎, 劉俊棟, 艾蒙, 王金富, 高喚第 申請人:淄博永大化工有限公司