一種氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工藝流程的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝領(lǐng)域，具體涉及的是一種氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧 氯丙烷的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧氯丙烷是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂、氯醇橡膠、甘 油、和表面活性劑等多種產(chǎn)品。目前工業(yè)生產(chǎn)方法主要有氯醇法和烯丙醇法。
[0003] 氯醇法主要原料是丙烯、氯氣和石灰，主要反應(yīng)工藝由丙烯高溫氯化得氯丙烯、氯 丙烯次氯酸化得二氯丙醇、二氯丙醇皂化得環(huán)氧氯丙烷三步組成。氯醇法工藝特點(diǎn)：具有 生產(chǎn)大型化、連續(xù)化和自動(dòng)化的特點(diǎn)，并具有工藝成熟、操作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但存在著轉(zhuǎn)化率 低、副產(chǎn)物多、單耗高、設(shè)備易腐蝕、每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生40噸廢水等缺點(diǎn)。
[0004] 氯醇法反應(yīng)式：
[0006] 烯丙醇法的主要原料是丙烯、氧氣和醋酸，主要反應(yīng)工藝由丙烯氣相催化氧醋酸 制醋酸烯丙醋、水解制烯丙醇、與氯加成合成二氯丙醇和皂化脫氯化氫四步組成。烯丙醇法 工藝雖然反應(yīng)條件緩和，副產(chǎn)物少，氯氣和石灰原料消耗減半，但存在工藝冗長(zhǎng)、設(shè)備投資 高、每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生11噸廢水等缺點(diǎn)。
[0007] 烯丙醇法反應(yīng)式：
[0009] 隨著環(huán)氧樹(shù)脂及其相關(guān)產(chǎn)品的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)環(huán)氧氯丙烷的需求量愈來(lái)愈大，另 外由于對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，綠色的環(huán)氧氯丙烷制造方法已越來(lái)越引起人們的高度重 視。采用反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化氯丙烯環(huán)氧化制備環(huán)氧氯丙烷的方法，h202為綠色氧源、其催 化劑能夠分離回收且可循環(huán)使用、無(wú)其它溶劑、工藝環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)合理。
[0010] 反應(yīng)方程式：
[0012] 而本發(fā)明提供的氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工藝流程，克服了生產(chǎn)環(huán)氧氯丙 烷現(xiàn)有技術(shù)投資高、工藝流程冗長(zhǎng)、三廢多、高能耗等問(wèn)題，適用于環(huán)氧氯丙烷工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于提供一種氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工藝流程，該工藝流 程具有整套工藝簡(jiǎn)單、能耗低、反應(yīng)條件溫和、三廢少的特點(diǎn)，適用于環(huán)氧氯丙烷工業(yè)生產(chǎn)。
[0014] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。
[0015] 以磷鎢雜多酸季銨鹽為催化劑，以雙氧水為氧化劑，在惰性氣體氣壓條件下進(jìn)行 氯丙烯環(huán)氧化制備環(huán)氧氯丙烷。反應(yīng)采出物料冷凝后通過(guò)三相分離器分離出油相、水相和 固相催化劑；油相經(jīng)過(guò)氯丙烯塔可回收氯丙烯，再經(jīng)過(guò)環(huán)氧氯丙烷塔分離出產(chǎn)物環(huán)氧氯丙 烷及副產(chǎn)二氯丙醇；水相經(jīng)過(guò)水精制塔分離出副產(chǎn)一氯丙二醇，再經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾器排放；固 相催化劑經(jīng)過(guò)重新配料回收到催化劑漿料罐中繼續(xù)循環(huán)使用。
[0016] -種氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工藝流程，包括反應(yīng)部分、分離部分及尾氣 處理部分，
[0017] 反應(yīng)部分由催化劑漿料罐（VI)，依次串聯(lián)的一級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、 三級(jí)反應(yīng)器（R3)，冷凝器組成；
[0018] 分離部分由冷凝器（E1)、三相分離器（F1)，油相儲(chǔ)罐（V2)，水相儲(chǔ)罐（V3)，催化劑 儲(chǔ)罐（V5-1/2)，氯丙烯塔（T1)，環(huán)氧氯丙烷塔（T2)，水精制塔（T3)，膜過(guò)濾器（F2)，再沸器， 冷凝器組成；
[0019] 尾氣處理部分由回流冷凝器，冷凝器（E2)，二次加壓冷凝儲(chǔ)罐（V4)組成；
[0020] 氯丙烯（A1001)由計(jì)量栗加入到催化劑漿料罐（VI)中與催化劑（C1001)混合成 漿料，混合漿料再由計(jì)量栗經(jīng)一級(jí)反應(yīng)器（R1)底部加料口輸送到一級(jí)反應(yīng)器（R1)中，同時(shí) 雙氧水（B1001)由計(jì)量栗經(jīng)一級(jí)反應(yīng)器（R1)底部加料口輸送到一級(jí)反應(yīng)器（R1)中；
[0021] -級(jí)反應(yīng)器（R1)上部的物料出口與二級(jí)反應(yīng)器（R2)底部的入口相連，二級(jí)反應(yīng) 器（R2)上部的物料出口與三級(jí)反應(yīng)器（R3)底部的入口相連，三級(jí)反應(yīng)器（R3)上部的物料 出口采出物料（Y1001)與冷凝器（E1)入口相連；
[0022] 冷凝器（E1)出口與三相分離器（F1)中部入口相連，三相分離器（F1)上端油相出 口與油相儲(chǔ)罐（V2)入口相連，油相儲(chǔ)罐（V2)底部出口分離出二次沉降的水相與水相儲(chǔ)罐 (V3)入口相連，油相儲(chǔ)罐（V2)出口與氯丙烯塔（T1)中部入口相連，氯丙烯塔（T1)上部采 出氯丙烯（A1004)與催化劑漿料罐（VI)相連回收未反應(yīng)氯丙烯，氯丙烯塔（T1)下部出口 與環(huán)氧氯丙烷塔（T2)中部入口相連，環(huán)氧氯丙烷塔（T2)上部采出環(huán)氧氯丙烷（E1001)，中 下部采出副產(chǎn)二氯丙醇。
[0023] 三相分離器（F1)中下端水相出口與水相儲(chǔ)罐（V3)入口相連，水相儲(chǔ)罐（V3)出口 與水精制塔（T3)中部入口相連，水精制塔（T3)上部出口采出油相與油相儲(chǔ)罐（V2)入口相 連，水精制塔（T3)中下部出口與膜過(guò)濾器（F2)入口相連，水精制塔（T3)底部出口采出副 產(chǎn)一氯丙二醇，膜過(guò)濾器（F2)出口采出水相（D1001);
[0024] 三相分離器（F1)底部出口分離出固相（C1002)，三相分離器（F1)底部出口與催 化劑儲(chǔ)罐（V5-1/2)入口相連，催化劑儲(chǔ)罐（V5-1/2)中催化劑與由計(jì)量栗通過(guò)催化劑儲(chǔ)罐 (V5-1/2)出口輸送氯丙烯（A1003)混合成漿料后返回催化劑漿料罐（VI);
[0025] 在一級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、三級(jí)反應(yīng)器（R3)上部均設(shè)有回流冷凝裝 置，回流冷凝裝置上部設(shè)有氣體出口，回流冷凝排放氣（F1001)經(jīng)氣體出口與冷凝器（E2) 入口相連進(jìn)行再次冷凝，冷凝器（E2)出口與二次加壓冷凝儲(chǔ)罐（V4)物料入口相連，二次加 壓冷凝儲(chǔ)罐（V4)底部出口采出冷凝回流氯丙烯（A1002)回流至催化劑漿料罐（VI)中，二 次加壓冷凝儲(chǔ)罐（V4)頂部出口分離氣體（F1002)與排空管道相連；
[0026] -級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、三級(jí)反應(yīng)器（R3)上部均設(shè)有氮?dú)馊肟冢?br>[0027] -級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、三級(jí)反應(yīng)器（R3)底部均設(shè)有卸料口；
[0028] 氯丙烯塔（T1)，環(huán)氧氯丙烷塔（T2)，水精制塔（T3)上部均設(shè)有回流冷凝器，塔底 設(shè)有再沸器；
[0029] 催化劑為具有反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移特點(diǎn)的磷鎢雜多酸季銨鹽，選自US6960693B2、 CN1204970C、CN1355067A、CN1401425A 中的任何一種；
[0030] 催化劑為具有反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移特點(diǎn)的磷鎢雜多酸季銨鹽，其組成為QmPWp04+3p， 式中Q是陽(yáng)離子部分，R1R2R3N是吡啶及其同系物或用[R1R2R3R4N+]表示，其中R1、R2、R3、 R4是C5~C20的直鏈或支鏈的烷基、環(huán)烷基、芐基；2 < m < 7, p = 2、3或4。
[0031] 所述的雙氧水為質(zhì)量濃度為15~70%的過(guò)氧化氫水溶液；
[0032] 氯丙烯與雙氧水的質(zhì)量比例為4~20:1 ;雙氧水與催化劑的質(zhì)量比例為1. 5~ 10:1 ；
[0033] 在一級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、三級(jí)反應(yīng)器（R3)中進(jìn)行氯丙烯環(huán)氧化生產(chǎn) 環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25~80°C，反應(yīng)壓力0? 05~3. OMpa，反應(yīng)壓力來(lái)自惰性氣體 氮?dú)狻?br>[0034] -級(jí)反應(yīng)器（R1)、二級(jí)反應(yīng)器（R2)、三級(jí)反應(yīng)器（R3)上部設(shè)有的回流冷凝裝置其 冷凝溫度為5~-5°C，冷凝器（E2)冷凝溫度為-5~10°C，二次加壓冷凝儲(chǔ)罐（V4)壓力為 大于反應(yīng)壓力〇? 25MPa。
[0035] 冷凝器（El)冷凝溫度為-20~0°C ;
[0036] 氯丙烯塔（T1)塔底再沸器溫度50~120°C，塔頂回流冷凝器溫度0~_15°C，操 作壓力為〇? 〇25~0? 040MPa ;
[0037] 環(huán)氧氯丙烷塔（T2)塔底再沸器溫度50~125°C，塔頂回流冷凝器溫度0~_15°C， 操作壓力為〇? 005~0? 040MPa ;
[0038] 水精致塔（T3)塔底再沸器溫度70~120°C，塔頂回流冷凝器溫度0~-15°C，操 作壓力為〇? 05~0? 40MPa ;
[0039] 膜過(guò)濾器（F2)采用過(guò)濾等級(jí)為0. 01~0. 5 ym的過(guò)濾膜。
[0040] 本發(fā)明的有益效果
[004