Способ выделения пропилена и окиси пропилена из продуктов эпоксидирования органическими гидроперекисями

Способ выделения пропилена и окиси пропилена из продуктов эпоксидирования органическими гидроперекисями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА И ОКИСИ ПРОШШБНА ИЗ ПРОДУКТОВ ЭПОКСИДИРОБАНИЯ ПРОПИЛЕНА ОРГАНИЧЕСКИМИ ГИДРОПЕРЕКИСЯМИ Путем ректификации с получением в паровой фазе пропилена и окиси пропилена, последующим вьзделением последних абсорбцией органическим растворителем с получением пропилена и раствора окиси пропилена , который подвергают десорбции с получением окиси пропилена, о т личающийся тем, что, с целью упрощения способа, снижения потерь окиси пропилена,, ректификацию ведут с дополнительной подачей проi пилена в куб колонны в количестве 0,15-1,5 кг на 1 кг окиси пропилеО ) на при температуре куба колонны 100135 С, а в качестве растворителя С на стадии абсорбции «спользуют али-фатическйй Сз - С -спирт или ароматический С С -углеводород. Од to 01

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ,СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(50 С 07 D 303/04, С 07 С 11/06;

С 07 0 301/321 С 07 С 7/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Qf „ „-. »::--.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i » ", »

4Р

CO

° 1

©Ъ

Ю

Щ (21) 3446526/23-04 (22) 01.06.82 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) А.Г.Костюк, Б.Н.Бобылев, Х.Е.Хчеян, А.Я.Черновский, С.А.Кесарев, О.П.Карпов, В.К.Федюшкин, С.А.Сергеев, А.И.Бирюков и Д.И.Эпштейн (71) Ярославский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт органического синтеза (53) 547.707.03(088.8) (56) 1. Толстиков Г.А. Реакции гидроперекисного окисления. М., "Наука", 1976, с. 96-110., 2. Патент США Ф 3632482, кл. 203-56, опублик. 1972.

3. Патент США В 3580819, кл. 203-42, опублик. 1971 (прототип).

„,SU„„ 1097625 A (54) (57) СПОСОБ ВЬДЕЛЕНИЯ ПРОПИЛЕНА

И ОКИСИ ПРОПИПЕНА ИЗ ПРОДУКТОВ ЭПОКСИДИРОВАНИЯ ПРОПИПЕНА ОРГАНИЧЕСКИМИ

ГИДРОПЕРЕКИСЯИИ путем ректификации с получением в паровой фазе пропилена и окиси пропнлена, последующим выделением последних абсорбцией органическим растворителем с получением пропнлена и раствора окиси пропилена, который подвергают десорбции с получением окиси пропилена, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа, снижения потерь окиси пропилена,, ректификацию ведут с дополнительной подачей пропилена в куб колонны в количестве

О, 15-1,5 кг на 1 кг окиси пропилена при температуре куба колонны 100135 С, а в качестве .растворителя на стадии абсорбции:используют алифатический С вЂ” С -спирт или ароматический С - C> -yrsresopopop.

1 10976

Изобретение относится к усовершенствованному способу вьделения пропилена и окиси пропилена из продуктов эпоксидирования пропилена органическими гидроперекисями. 5

При гидроперекисном окислении пропилена одновременно с окисью пропилена получают второй целевой продукт — спирт (например диметилфенилкарбинол),.который по строению 10 аналогичен взятой для эпоксидирования гидроперекиси (1 .

Вьделение пропилена и окиси про пилена из такой смеси затруднено тем, что окись пропилена легко вступает в побочные реакции со спиртом и другими компонентами, содержащимися в продуктах эпоксидирования. Чтобы иметь высокие технико-зкономические показатели, способ разделения должен 20 обеспечить минимальные потери не только пропилена и окиси пропилена, но и второго целевого продукта спирта, Известен способ выделения пропилена 25 и окиси пропилена из продуктов эпокси. дирования пропилена органической гидроперекисью (этилбензола), который состоит в том, что в начале вьделяют из исходной смеси пропилея экстрак- ЗО тивной ректификацией, а затем простой ректификацией из оставшейся смеси вьделяют окись пропилена и экстр- агент. В качестве экстрагента для экстрактивной ректификации используют этилбенэол с примесями ацетофенона и метилфенилкарбинола. Процессы выделения осуществляют при температуре кубов колонн ректификации 200—

230 С (2 3.

Недостатком указанного способа является использование высоких температур в кубах колонн, приводящих к различным побочным реакциям и к значительной потере целевых продуктов— окиси пропилена и метилфенилкарбинола.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вьделения пропилена и окиси пропилена из продуктов эпок- б сидирования пропилена органической гидроперекисью (этилбензола) ректификацией с отбором окиси пропилена и пропилена в виде дистиллата, с последующим выделением из последнего

55 пропилена абсорбцией водным растворителем и затем десорбцией из растворителя окиси пропилена простой ректификацией. Процесс, выделения осущест25 вляют при температуре кубов колонн

170-230 С (2 3.

Недостатками известного способа являются использование высоких температур в кубах колрнн, что опасно вследствие неуправляемого распада перекисных соединений, которые всегда содержатся. :в продуктах эпоксидирования; использование водных абсорбентов для извлечения окиси пропилена из ее смеси с пропиленом приводит к увлажнению возвращаемого на эпоксиди,рование пропилена. Вследствие отравле ния катализаторов эпоксидирования водой требуется дополнительная осушка пропилена, например методом азеотропной ректификации, В условиях десорбции окиси пропилена из водных растворителей имеют место значительные потери окиси (5-7 отн.Е) в результате ее взаимодействия с водой с образованием моно- и полипропиленгликолей. Значительные потери окиси пронилена и спирта, например диметилфенилкарбинола, при выделении пропилена и окиси пропилена из продуктов эпоксидирования пропилена гидроперекисью изопропилбензола.

Цель изобретения — упрощение способа и снижение потерь окиси пропилена.

Поставленная цель достигается согласно способу выделения пропилена

/ и окиси пропилена из продуктов эпоксидирования пропилена органическими гидроперекисями путем ректификации с дополнительной подачей пропилена в куб колонны в количестве 0,15—

1,5 кг на 1 кг окиси пропилена при температуре куба колонны 100-135 С с получением-в паролей-фазе-пропилена и окиси пропилена, последующим выделением последних абсорбцией. органическим спиртовым растворителем— алифатическим С, — С -спиртом или .. ароматическим С вЂ” С -углеводородом с получением пропилена и раствора окиси пропилена, который подвергают десорбции с получением окиси пропилена.

Максимальная температура ректификации 135 С обусловлена максимально допустимыми потерями окиси и спирта и достигается при расходе паров пропилена О, 15 кг/кг окиси пропилена, при температуре ниже 100 С расход пропилена становится вьппе 1,5 кг/кг окиси, что делает процесс менее эконо мичным, 3 10.97625 4

Пример 1 (прототип). Про- ляют в паровой фазе смесь пропилена дукты зпоксидирования после частично- и окиси пропилена. Колонна работает о го удаления пропилена в количестве при температуре куба 185 С, темпе460 кг/ч состава, мас.7.: пропилеи ратура верха 1 14 С, флегмовое число

4,05, окись пропилеиа 6,3 1, ацетон равно двум.

0,50, изопропилбензол 25,16, d-метил- В табл. 1 приведены количества и стирол 0,93, фенол 0,70, ацетофенон составы потоков, входящих и выходя2,35, диметилфеннлкарбинол 58,09, щих из ректификационной колонны. гидроперекись изопропилбензола 0,42; Дистиллат отбирают в паровой фазе прочие и катализатор 1,49 подают в . 1б при 43 С и подают в абсорбер в коректификационную колонну, имеющую личестве 48»16 кг/ч, имеющий 10 тео30 теоретических тарелок, где вцце- ретических тарелок.

Таблица

Компоненты

Паровой поток с верха колонны (дистиллат) Сырье, подаваемое в колонну

Кубовый продукт колонны кг/ч мас.7 кг/ч мас.X кг/ч мас ей

1863 405

17 42 36,17

1,21 0,29

Пропилеи

Окись пропилена

29,04 6 31

2,30 0 50

28,04. 58,22

2,30

4,78

Ацетон

Изопропилбензол

115, 74 25, 16 !

0,40

1! 5,34 28,01

0,83 о4-Ne тилс ти4, 28 0,93

3,22 0,70

10,81 2 35

13,00 3, 16

3, 10 0,75

10,8 (2,62 рол

Фенол

Ацет фенон

Диметил;; енилкарбинол

267,20 58,09

250,47 60,82

0,42

1,93

Гипериз

0,50 0,12

Прочие и катализатор

6,85 1,49

460,00 100

17,00 4, 13

48, 16 100

Итого

411,84 100

Абсорбер орошают водным раствором пропиленгликоля (15 мас.Ж гликоля) и проводят абсорбцию при 30-40 С и давлении 1, 15-1,25 ата. Степень насы-55 щения абсорбента 9,5-10,0 мас.X. Степень извлечения окиси пропилена

99,8Х. Насыщенный абсорбент подают в десорбер (ректификациснная колонна), имеющий 20 теоретических тарелок.

При температуре куба десорбера 115 С, температуре верха 46 о С, флегмовом числе 1,5 отбирают в дистиллат при о

33 С окись пропилена в жидкой фазе.

Из куба десорбера отбирают тощий аб1097625

Кубовый продукт колонны

Паровой поток (дистиллат) Пропилеи, подаваемый в колонну

Сырье,подаваемое в колонну

Компоненты кг/ч мас.% кг/ч кг/ч мас.% кг/ч мас.%

19,20 4,20 21,14 40,03 2,65 0,65

Пропилеи

4,59

Окись пропилена

29,50 6,45 28,86 54,65 0,41 0,10

2 40 0 52 2 40 4 54

Ацетон

Изопропилбензол

115,00 25, 13 0,41 0,78 114,59 28,01 д=Иетилсти4,80 1,05

3,20 0,70

11,30 2,47

6, 75 1,65

3,05 0,75 ,1 1,30 2, 76 рол

Фенол

Ацетофенон

Диметилфенилкарбинол

263,00 57,49

2,10 0,46

257,11 62,85

1,05 О, 26

Гипериз

Прочие и катализа7,00 1,53

12,16 2,97 тор

457,50 100 52,81 100 409,07 100

Итого

4,59 сорбент, который после охлаждения до 30 С возвращают в абсорбер.

Потери окиси пропилена в ректификационной колонне составляют

2 мас.%, в процессе абсорбции — де- 5 сорбции 5 мас.%. Общие потери окиси пропилена 7 мас.%. Потери диметилфенилкарбинола в ректификационной колонне 3 мас.%. Пропилеи после извлечения содержит 0,1-0,2 мас.% воды, что требует его осушки перед подачей в реактор эпоксицирования.

Пример 2. В ректификационную колонну, имеющую 15 теоретических тарелок, подают смесь состава, 15

Паровой поток с .верха колонны при 1

38-40 С в количестве 52,81 кг/ч по дают в абсорбер, имеющий 10 теорети-; ческих тарелок. Для четкости разделемас.%: пропилеи 4,20; окись пропилена 6,45;. ацетон 0,52 йзопропилбензол 25, 13; о -метилстирол 1,05, фенол

0,70, ацетофенон 2,47; диметилфенилкарбинол 57,49; гипериз 0,46; прочие и катализатор 1 53 в количестве

457,50 кг/ч, Колонна работает при температуре куба 135 С, температуре верха 111 С, флегмовом числе равном двум.

В табл, 2 приведены количества и составы потоков сырья, выделяемых продуктов и количество пропилена, подаваемого в куб колонны (О, 15 кг на 1 кг окиси пропилена).

Таблица 2 ния пропилена и окиси пропилена нижняя часть абсорбера имеет отпарную зону, где проводят преддесорбцию растворенного пропилена.

1097

Таблица 3

Абсорбент

Потери окиси при абсорбции — десорбции, мас.X

Степень извлеСтепень насыщения абсорбента, мас.

Температура куба десорбционной ко-, лонны, С чения окиси пропилена, Х

99,9

0,92

9,5

Бензол

99,5

8,7

120

1,25

Толуол

Изопропнлбензол

99 9 г

10, 1

160

1,45 н-Пропиловый

99,7

10,7

100

1,51 спирт

Изобутиловый спирт

10,3

2,00

99,8

125

Абсорбер орошают изопропиловым спиртом и проводят абсорбцию при

30-40 С, давлении 1, 15-1,25 ата, температура низа отпарной секции 78-

82 С, степень насыщения абсорбента окисью 10,0 мас.7., степень извлечения окиси пропилена 99,9Х. Насыщенный абсорбент подают в десорбционную колонну, имеющую 20 теоретических тарелок. При температуре куба 10 десЬрбера 94 С, температуре верха

46 С и флегмовом числе 1,5 отбирают в дистиллат при температуре 33 С окись пропилена в жидкой фазе. Из куба десорбера отбирают тощий абсорбент (изопропиловый спирт), который после охлаждения до 30 С возвращают на абсорбцию. Потери окиси пропилена в ректификационной колонне составляют 0,80 и l,12 мас.7. на ста- gp

Насыщенный абсорбент подвергают десорбции в ректификационной колонне с двадцатью теоретическими тарелками. При температуре куба (см. табл. 3), температуре верха 45-50 С, 5Р флегмовом числе 1,2-1,7 в дистиллат отбирают окись пропилена при температуре 30-35 С в жидкой фазе. Из табл. 3 видно, что применение всех перечисленных абсорбентов приводит к 55 высокой степени извлечения-окиси пропилена. Потери окиси при абсорбции— десорбции не превышают 2,0 мас.X.

625 8 дии абсорбции — десорбции (общие потери окиси пропилена 2 мас.X).

Потери диметилфенилкарбинола

1,5 мас.X. Пропилеи после извлечения абсорбцией содержит воды около

0,02 мас.X и без дополнительной осушки его подают в реактор эпоксидирования.

Пример 3 ° Смесь паров пропилена и окиси пропилена со стадии ректификации (см. табл. 2) подают в абсорбер, имеющий 10 теоретических тарелок и отпарную секцию с пятью теоретическими тарелками. Температура абсорбции 25-45 С, давление 1, 15 l,25 ата, температура низа отпарной секции 77-83 С.

В табл. 3 приведены показатели работы абсорбера, орошаемого растворителями.

Использование любого из абсорбентов не требует дополнительной осушки выделенного пропилена перед его подачей в реактор эпоксидирования.

II р и м е р 4. Продукты эпоксидировьния пропилена гидроперекисью кумола без предварительного выделения пропилена подают в ректификационную колонну, имеющую 15 теоретических тарелок в количестве 470,0 кг/ч.

Колонна работает при температуре куба

100 С, температуре верха 90 С, флегмовом числе 2.

1097625 на, подаваемого ны (1,5 кг на лена). в куб колон.— кг окиси пропи

Таблица 4

Пропилеи, подаваемый

Кубовый продукт, колонны

Паровой поток, дистиллат

Сырье,подаваемое в колонну

Компоненты в колонну кг/ч кг/ч мас,7. кг/ч мас.X кг/ч мас.Ж

4,02 1,16

39,00

Пропилеи 96, 35 20,50 131, 33 81,57

Окись проIIHJIeHG

0,28 0,08

5,50 25„50 15,84

25,85

2,07 1, 29

2,07 0,44

Ацетон

Изопропилбензол

246,74 52,50 2,10 1,30 244,64 70,35 аЬИетилсти2,01 0,58

3,00 0,86

3,76 1,08

1,46 0,31

3,06 0,65

3,76 0,80 рол

Фенол

Ацетофенон

Диметилфенилкарбинол

83,30 23,95

0,72 0,21

84,13 17,90

0,30

Гипериз

Прочие и катализатор

6,01

1,73

5,17

1,10

374,74 100

470,00 100 161,00 100

39, 00

Итого зе при 30-32 С, температуре верха десорбера 40-45 С, температуре куба.

93-95 С, флегмовом числе 1,5. Из куба десорбера тощий абсорбент после охлаждения до 30 С подают на орошение в абсорбер. Потери окиси пропилена при ректификации составля"ют 0,27, на стадии абсорбции — десорбции 1, 1 мас.Ж; потери диметилфенилкарбинола 0,35 мас.X. Пропилен без дополнительной осушки возвращают в реактор зпоксидирования.

В табл. 4 приведены количества н составы потоков сырья, выделяемых продуктов и количество пропилеПаровой поток с верха колонны .при 30-32 С в количестве 161,0 кг/ч подают в абсорбер, имеющий 10 теоретических тарелок и отпарную секцию с пятью теоретическими тарелками.

Абсорбер орошают изопропиловым спиртом и проводят абсорбцию при а

30-40 С, давлении I 15" 1 25 ата, температуре низа отпарной секции 8081 С. Степень насыщения абсорбента

10,0 мас.X.

Степень извлечения окиси пропилена 99,87. Насыщенный абсорбент подают в десорбционную колонну, имеющую 20 теоретических тарелок, где выделяют окись пропилена в жидкой фаПриведенные в примерах значения чисел тарелок во всех колоннах и флегмовые числа не являются предельСоставитель Н.Куликова

Редактор Т.Портная Техред С. Мигунова Корректор А. Ференц

Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

go делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4140/21

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

11 1097625

1 ными, поскольку могут быть использо- разлагаться гидроперекись со взрывом, ваны и другие сочетания этих величин. кроме того, исключается использоваПредлагаемый способ плзволяет уп-,ние водного раствора абсорбента, приростить процесс за счет снижения водящего к увлажнению возвращаемого температуры до 100-135 против 170- на эпоксидирование пропилена.

230 С в известном способе, что су- Предлагаемый способ позволяет снио щественно повышает его безопасность, зить потери окиси пропилена до 1,37так как при высокой температуре может 2,8 против 7 . в известном способе.