RU2372343C1 - Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide - Google Patents
Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372343C1 RU2372343C1 RU2008108337/04A RU2008108337A RU2372343C1 RU 2372343 C1 RU2372343 C1 RU 2372343C1 RU 2008108337/04 A RU2008108337/04 A RU 2008108337/04A RU 2008108337 A RU2008108337 A RU 2008108337A RU 2372343 C1 RU2372343 C1 RU 2372343C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propylene
- epoxidation
- reactor
- reaction mass
- hydrogen peroxide
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 title claims abstract description 44
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical group OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 4
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Epoxy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии основного органического синтеза, конкретно к промышленному производству пропиленоксида из пропилена и пероксида водорода на гетерогенном катализаторе в органическом растворителе.The invention relates to chemical technology of basic organic synthesis, specifically to the industrial production of propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide on a heterogeneous catalyst in an organic solvent.
В реакторе эпоксидирования для снижения скорости дезактивации катализатора, получения хорошей производительности и высокой селективности рекомендуют поддерживать температуру 45-80°С [патент 2247118 RU, МПК7 C07D 301/12, C07D 303/04, опубл. 2005.02.27].In an epoxidation reactor, to reduce the catalyst deactivation rate, to obtain good performance and high selectivity, it is recommended to maintain a temperature of 45-80 ° C [RU patent 2247118, IPC 7 C07D 301/12, C07D 303/04, publ. 2005.02.27].
Известен способ эпоксидирования олефинов пероксидом водорода в реакционной системе непрерывного действия, в котором реакционную смесь пропускают через неподвижный каталитический слой внутри реактора, оборудованного охлаждающим средством [патент 2290399 RU, МПК7 C07D 301/12, опубл. 2006.12.27]. По данному способу максимальная температура внутри каталитического слоя не превышает 60°С, давление внутри реактора поддерживают предпочтительно от 1,5 до 2,5 МПа, органическим растворителем является метанол, олефином - пропилен. Для ограничения указанной максимальной температуры поток охлаждающей среды регулируют таким образом, чтобы поддерживать разницу температур охлаждающей среды на входе в охлаждающее устройство и на выходе из него меньше 5°С, предпочтительнее меньше 3°С, наиболее предпочтительно меньше 2°С. Недостатком способа является необходимость подачи большого потока охлаждающей среды. Поскольку тепловой эффект процесса жидкофазного эпоксидирования составляет 220 кДж/моль пропиленоксида, то при получении 1,0 тонны пропиленоксида (17,22 кмоль) необходимо отвести 3,79 ГДж тепловой энергии. В результате расход охлаждающей воды при наиболее предпочтительной разнице ее температур на входе и выходе 2°С составит 452 м3 на 1 т пропиленоксида.A known method of epoxidation of olefins with hydrogen peroxide in a continuous reaction system, in which the reaction mixture is passed through a fixed catalyst bed inside a reactor equipped with cooling means [patent 2290399 RU, IPC 7 C07D 301/12, publ. 2006.12.27]. According to this method, the maximum temperature inside the catalytic layer does not exceed 60 ° C, the pressure inside the reactor is preferably maintained from 1.5 to 2.5 MPa, the organic solvent is methanol, and the olefin is propylene. To limit the specified maximum temperature, the flow of the cooling medium is controlled in such a way as to keep the temperature difference between the cooling medium at the inlet and outlet of the cooling device less than 5 ° C, more preferably less than 3 ° C, most preferably less than 2 ° C. The disadvantage of this method is the need for a large flow of cooling medium. Since the thermal effect of the liquid phase epoxidation process is 220 kJ / mol of propylene oxide, 3.79 GJ of thermal energy must be removed when 1.0 ton of propylene oxide (17.22 kmol) is obtained. As a result, the flow rate of cooling water at the most preferred temperature difference at the inlet and outlet of 2 ° C will be 452 m 3 per 1 ton of propylene oxide.
Данный недостаток отсутствует у реактора с псевдоожиженным слоем катализатора кожухотрубчатого типа с потоком охлаждающего теплоносителя в межтрубном пространстве или емкостного типа со встроенными теплообменными устройствами [патент 2272032 RU, МПК7 C07D 301/12, B01J 21/20, опубл. 2006.03.20]. Однако катализатор в псевдоожиженном слое механически истирается, и его потери за год (8000 часов работы) могут достигать 30%.This disadvantage is absent in a fluidized bed reactor of a shell-and-tube type with a flow of cooling fluid in the annulus or of a capacitive type with built-in heat exchange devices [patent 2272032 RU, IPC 7 C07D 301/12, B01J 21/20, publ. 2006.03.20]. However, the catalyst in the fluidized bed is mechanically abraded, and its loss per year (8000 hours of operation) can reach 30%.
Известны способы эпоксидирования в две и более ступени с промежуточным выделением пропиленоксида методом ректификации [патент 2256656 RU, МПК7 C07D 301/12, C07D 301/32, опубл. 2005.07.2]; [патент 2259362 RU, МПК7 C07D 301/12, C07D 301/32, опубл. 2005.08.27]; [патент 2290400 RU, МПК7 C07D 301/12, C07D 301/19, C07D 301/32, B01J 19/00, B01J 29/89, опубл. 2006.12.27]. Основным недостатком таких способов является наличие операций разделения промежуточных реакционных масс дистилляции, которые существенно усложняют технологию и повышают энергозатраты. Это обусловлено тем, что пропиленоксид по температуре кипения (+35°С при нормальных условиях) занимает промежуточное положение между пропиленом (-47,8°С), который подают в избытке, и растворителем, например, метанолом (+64,7°С).Known methods of epoxidation in two or more stages with an intermediate separation of propylene oxide by rectification [patent 2256656 RU, IPC 7 C07D 301/12, C07D 301/32, publ. 2005.07.2]; [patent 2259362 RU, IPC 7 C07D 301/12, C07D 301/32, publ. 2005.08.27]; [Patent 2290400 RU, IPC 7 C07D 301/12, C07D 301/19, C07D 301/32, B01J 19/00, B01J 29/89, publ. 2006.12.27]. The main disadvantage of such methods is the presence of separation operations of the intermediate reaction masses of distillation, which significantly complicate the technology and increase energy consumption. This is due to the fact that propylene oxide boiling point (+ 35 ° С under normal conditions) occupies an intermediate position between propylene (-47.8 ° С), which is supplied in excess, and a solvent, for example, methanol (+ 64.7 ° С )
Известен способ эксплуатации установки для эпоксидирования олефина (варианты) [патент 2205181 RU, МПК7 C07D 301/142, C07D 301/04, опубл. 2003.05.27] (прототип). Пропиленоксид по данному способу получают в каскаде из 3-5 адиабатических реакторов с неподвижным слоем катализатора при предпочтительном мольном соотношении пероксида водорода к пропилену от 1:5 до 1:20 и температуре 40-80°С. Необходимую температуру поддерживают путем охлаждения реакционной массы в промежуточных теплообменных аппаратах. В качестве растворителя используют метанол или изопропанол, катализатором является силикалит титана.A known method of operating a plant for epoxidation of olefin (options) [patent 2205181 RU, IPC 7 C07D 301/142, C07D 301/04, publ. 2003.05.27] (prototype). Propylene oxide according to this method is obtained in a cascade of 3-5 adiabatic reactors with a fixed catalyst bed at a preferred molar ratio of hydrogen peroxide to propylene from 1: 5 to 1:20 and a temperature of 40-80 ° C. The required temperature is maintained by cooling the reaction mass in the intermediate heat exchangers. The solvent used is methanol or isopropanol, the catalyst is titanium silicalite.
Существенным недостатком способа является необходимость использования большого числа реакторов и теплообменников при эпоксидировании пропилена гидропероксидом водорода.A significant disadvantage of this method is the need to use a large number of reactors and heat exchangers during epoxidation of propylene with hydrogen hydroperoxide.
Целью данного изобретения является уменьшение необходимого количества аппаратов.The aim of this invention is to reduce the required number of devices.
Поставленная цель достигается тем, что эпоксидирование пропилена пероксидом водорода ведут при температуре кипения реакционной массы, реакционное тепло отводят путем циркуляции реакционной массы и конденсации паров пропилена, и процесс эпоксидирования ведут при повышении температуры от реактора к реактору путем уменьшения концентрации пропилена в реакционной массе и изменения давления.This goal is achieved in that the epoxidation of propylene with hydrogen peroxide is carried out at the boiling point of the reaction mixture, the reaction heat is removed by circulation of the reaction mixture and condensation of the propylene vapor, and the epoxidation process is carried out with increasing temperature from the reactor to the reactor by reducing the concentration of propylene in the reaction mixture and changing the pressure .
При этом на последней ступени эпоксидирования предпочтительно используют адиабатический реактор колонного типа со струйным или пленочным режимом движения жидкости по поверхности катализатора.In this case, at the last stage of epoxidation, an adiabatic column type reactor with a jet or film mode of liquid motion over the catalyst surface is preferably used.
Кроме того, пропилен из сдувок процесса эпоксидирования, содержащих пропилен и кислород, абсорбируют органическим растворителем, используемым в процессе эпоксидирования.In addition, propylene from the purges of the epoxidation process containing propylene and oxygen is absorbed by the organic solvent used in the epoxidation process.
В качестве органического растворителя используют метанол и другие, указанные в прототипе вещества, хорошо растворяющие пропилен, воду и химически относительно инертные по отношению к пероксиду водорода и пропиленоксиду.As an organic solvent, methanol and other substances indicated in the prototype are used that dissolve propylene, water and are chemically relatively inert with respect to hydrogen peroxide and propylene oxide.
Реакционное тепло отводят путем циркуляции реакционной массы и конденсации паров пропилена в выносном или встроенном теплообменнике-конденсаторе или обратном конденсаторе.The reaction heat is removed by circulation of the reaction mass and condensation of propylene vapor in a remote or integrated heat exchanger-condenser or inverse condenser.
Реакторы могут быть с частично или полностью взвешенными частицами катализатора восходящим парожидкостным потоком и/или с катализатором, который нанесен на неподвижный высокопористый ячеистый материал, через который в одном или противоположном направлениях движутся потоки жидкости и пара.Reactors can be with partially or fully suspended catalyst particles in an upward vapor-liquid flow and / or with a catalyst that is supported on a fixed highly porous cellular material through which liquid and vapor flows in one or the opposite directions.
В качестве катализатора используют силикалит титана, методы получения которого описаны в публикации [С.М.Данов, А.В.Сулимов, А.Е.Федосов. Катализаторы на основе силикалита титана для селективного жидкофазного окисления органических соединений пероксидом водорода. Сообщение 1. Основные методы получения. // Катализ в промышленности, 2007, №6, с.13-18].Titanium silicalite is used as a catalyst, the production methods of which are described in the publication [S.M.Danov, A.V.Sulimov, A.E. Fedosov. Catalysts based on titanium silicalite for selective liquid-phase oxidation of organic compounds with hydrogen peroxide. Message 1. The main methods of obtaining. // Catalysis in industry, 2007, No. 6, pp. 13-18].
На чертеже представлен вариант принципиальной схемы узла трехступенчатого каталитического эпоксидирования пропилена пероксидом водорода в органическом растворителе.The drawing shows a variant of the circuit diagram of the site of three-stage catalytic epoxidation of propylene with hydrogen peroxide in an organic solvent.
В таблице приведены данные о количестве основных материальных потоков в расчете на 1 т 100% пропиленоксида и их составы по примеру 1.The table shows data on the number of main material flows per 1 ton of 100% propylene oxide and their compositions according to example 1.
Узел эпоксидирования включает реакторы эпоксидирования 1, 2 и 3 с катализатором; теплообменники-конденсаторы 4 и 5, обратный конденсатор 6, циркуляционный компрессор 7, абсорбер пропилена из газовых сдувок 8.The epoxidation unit includes epoxidation reactors 1, 2 and 3 with a catalyst; heat exchangers-condensers 4 and 5, a return condenser 6, a circulation compressor 7, a propylene absorber from gas purges 8.
В верхнюю секцию абсорбера 8 подают водный абсорбент 9, в среднюю секцию - органический растворитель 10, в нижнюю часть - газовые сдувки из реакторов эпоксидирования. В насыщенный абсорбент дозируют исходные потоки пропилена 11 и пероксида водорода 12, а затем полученную смесь 13 подают в реактор 1.An aqueous absorbent 9 is fed into the upper section of the absorber 8, an organic solvent 10 is fed into the middle section, and gas purges from the epoxidation reactors are sent to the lower part. The feed streams of propylene 11 and hydrogen peroxide 12 are metered into the saturated absorbent, and then the resulting mixture 13 is fed to reactor 1.
В реакторе 1 осуществляют процесс эпоксидирования при температуре кипения реакционной массы. Образовавшуюся парожидкостную смесь отводят в теплообменник-конденсатор 4, в котором парообразный пропилен конденсируют, а жидкость охлаждают на 2-15°С, предпочтительно на 3-5°С ниже температуры кипения. Охлажденный поток 14 возвращают в реактор. Необходимую концентрацию пропилена в реакторе и, соответственно, температуру процесса, регулируют давлением, поддерживают кратностью циркуляции и температурой потока 14.In the reactor 1, an epoxidation process is carried out at the boiling point of the reaction mixture. The resulting vapor-liquid mixture is taken to a heat exchanger-condenser 4, in which the vaporous propylene is condensed and the liquid is cooled 2-15 ° C, preferably 3-5 ° C below the boiling point. The cooled stream 14 is returned to the reactor. The required concentration of propylene in the reactor and, accordingly, the process temperature, is regulated by pressure, supported by the multiplicity of circulation and the temperature of the stream 14.
Из реактора 1 первичную реакционную массу со степенью конверсии пероксида водорода на уровне 75%, поток 15, дросселируют и подают в реактор 2. В нем осуществляют вторую стадию эпоксидирования. Необходимый избыток пропилена к пероксиду водорода и режим кипения поддерживают температурой циркуляционного потока 16 и давлением. Промежуточную реакционную массу 17 со степенью конверсии пероксида водорода на уровне 95% подают в реактор 3.From reactor 1, the primary reaction mass with a hydrogen peroxide conversion of 75%, stream 15, is throttled and fed to reactor 2. A second epoxidation step is carried out therein. The necessary excess of propylene to hydrogen peroxide and the boiling mode are maintained by the temperature of the circulation stream 16 and pressure. The intermediate reaction mass 17 with a degree of conversion of hydrogen peroxide at the level of 95% is fed to the reactor 3.
На последней ступени эпоксидирования предпочтительно использовать адиабатический реактор 3 колонного типа со струйным или пленочным режимом движения жидкости по поверхности катализатора с обратным конденсатором 6. По длине реактора концентрация пропилена в реакционной массе из-за его испарения со свободной поверхности убывает, температура жидкости возрастает, что обеспечивает интенсивный расход остатков пероксида водорода и пропилена. Полученную реакционную массу 18 со степенью конверсии пероксида водорода на уровне 99% направляют на узел ректификации, где из нее выделяют товарный пропиленоксид и регенерируют органический растворитель.At the last stage of epoxidation, it is preferable to use an adiabatic column reactor 3 with a jet or film mode of liquid motion on the surface of the catalyst with a reverse condenser 6. The concentration of propylene in the reaction mass decreases due to its evaporation from the free surface along the length of the reactor, and the temperature of the liquid increases, which ensures intensive consumption of residues of hydrogen peroxide and propylene. The resulting reaction mass 18 with a degree of conversion of hydrogen peroxide at the level of 99% is sent to the rectification unit, where commercial propylene oxide is isolated from it and the organic solvent is regenerated.
В потоки 14, 16 и 17 вводят, при необходимости, дополнительные вещества, корректирующие, например, рН реакционной массы или стабилизирующие температурный режим.If necessary, additional substances are introduced into streams 14, 16 and 17, which correct, for example, the pH of the reaction mass or stabilize the temperature regime.
В ходе эпоксидирования небольшая часть пероксида водорода распадается с образованием воды и молекулярного кислорода. Кислород и газообразный пропилен образуют газовые сдувки, которые выводят через верхние части теплообменников-конденсаторов 4, 5 и обратного конденсатора 6. Газовые сдувки из теплообменника-конденсатора 5 и обратного конденсатора 6 подают в циркуляционный компрессор 7. Сжатый поток 19 смешивают с газовыми сдувками из теплообменника-конденсатора 4, а затем объединенный поток 20 подают в нижнюю часть абсорбера 8.During epoxidation, a small portion of hydrogen peroxide decomposes to form water and molecular oxygen. Oxygen and gaseous propylene form gas blow-offs, which are discharged through the upper parts of heat exchangers-condensers 4, 5 and a return condenser 6. Gas blow-offs from a heat exchanger-condenser 5 and a return condenser 6 are supplied to a circulation compressor 7. The compressed stream 19 is mixed with gas blow-offs from a heat exchanger -capacitor 4, and then the combined stream 20 is fed into the lower part of the absorber 8.
Из газовых сдувок в нижней секции абсорбера 8 органическим растворителем абсорбируют пропилен, а в верхней секции водным абсорбентом улавливают пары органического растворителя. В качестве водного абсорбента используют воду, водный раствор малолетучих веществ, предпочтительно раствор пероксида водорода в количестве 2-5% от исходного подаваемого на эпоксидирование количества. В результате получают поток технического кислорода 21.Propylene is absorbed from the gas purges in the lower section of the absorber 8 with an organic solvent, and the vapors of the organic solvent are trapped in the upper section with an aqueous absorbent. As the water absorbent use water, an aqueous solution of low volatiles, preferably a solution of hydrogen peroxide in an amount of 2-5% of the initial quantity supplied for epoxidation. The result is a stream of technical oxygen 21.
Узел ректификации включает, предпочтительно, три ректификационные колонны. В первой колонне при абсолютном давлении 0,5-1,0 МПа из реакционной массы удаляют пропилен, пропан и другие вещества с низкой температурой кипения. Во второй колонне при давлении 0,1-0,2 МПа выделяют товарный пропиленоксид. В третьей колонне при атмосферном давлении регенерируют органический растворитель. При необходимости узел ректификации может включать дополнительное оборудование для получения регенерированного растворителя необходимого качества.The distillation unit preferably includes three distillation columns. In the first column at an absolute pressure of 0.5-1.0 MPa, propylene, propane and other substances with a low boiling point are removed from the reaction mass. In the second column at a pressure of 0.1-0.2 MPa produce propylene oxide. An organic solvent is regenerated in a third column at atmospheric pressure. If necessary, the rectification unit may include additional equipment to obtain a regenerated solvent of the required quality.
Ниже представлены примеры осуществления данного способа, полученные по моделирующей программе ChemCAD в расчете на 1 т 100% пропиленоксида с учетом потерь на узле ректификации.Below are examples of the implementation of this method, obtained by the ChemCAD simulation program per 1 ton of 100% propylene oxide, taking into account losses at the rectification unit.
Пример 1 (по изобретению). На эпоксидирование подают 18,6 кмоль пероксида водорода в виде 40 мас.%. водного раствора, исходный пропилен 19,30 кмоль, а также возвратный пропилен 6,47 кмоль, растворенный в 200 кмолях метанола. В первом реакторе при абсолютном давлении 0,8 МПа и температуре 45°С на химические реакции расходуют 13,58 кмоль пропилена, 4,67 кмоль пропилена выводят с газовыми сдувками. Во второй реактор направляют 7,52 кмоль пропилена и 4,66 кмоль пероксида водорода. Изотермическое эпоксидирование ведут при давлении 0,24 МПа и температуре 52°С. В третий реактор подают 1,40 кмоль пропилена и 0,97 кмоль пероксида водорода. Адиабатическое эпоксидирование ведут при давлении 0,24 МПа, в процессе которого температура возрастает от 52 до 58°С. Газовые сдувки из второго и третьего реакторов в компрессоре сжимают до давления 1,0 МПа, смешивают с газовыми сдувками из первого реактора и направляют на абсорбцию. В абсорбере из объединенных газовых сдувок метанолом практически полностью улавливают пропилен, а небольшим потоком водного раствора пероксида водорода улавливают пары метанола. Этим потоком одновременно создают барьер между метанолом, который является легковоспламеняющейся жидкостью, и выделенным кислородом.Example 1 (according to the invention). For epoxidation serves 18.6 kmol of hydrogen peroxide in the form of 40 wt.%. an aqueous solution, the initial propylene is 19.30 kmol, and also the return propylene is 6.47 kmol, dissolved in 200 kmoles of methanol. In the first reactor at an absolute pressure of 0.8 MPa and a temperature of 45 ° C, 13.58 kmol of propylene are consumed for chemical reactions, 4.67 kmol of propylene is removed with gas blow-offs. 7.52 kmol of propylene and 4.66 kmol of hydrogen peroxide are sent to the second reactor. Isothermal epoxidation is carried out at a pressure of 0.24 MPa and a temperature of 52 ° C. 1.40 kmol of propylene and 0.97 kmol of hydrogen peroxide are fed to the third reactor. Adiabatic epoxidation is carried out at a pressure of 0.24 MPa, during which the temperature rises from 52 to 58 ° C. Gas purges from the second and third reactors in the compressor are compressed to a pressure of 1.0 MPa, mixed with gas purges from the first reactor and sent for absorption. Propylene is almost completely trapped in the absorber from the combined gas purges with methanol, and methanol vapor is trapped in a small stream of an aqueous solution of hydrogen peroxide. This stream simultaneously creates a barrier between methanol, which is a flammable liquid, and the released oxygen.
Массовые расходы показанных на чертеже основных потоков и их составы представлены в таблице.Mass costs shown in the drawing of the main flows and their compositions are presented in the table.
Число основных аппаратов на стадии эпоксидирования составляет 8 единиц.The number of main devices at the epoxidation stage is 8 units.
Пример 2 (сравнительный). Процесс ведут в каскаде из адиабатических реакторов с промежуточными теплообменниками при идентичных с примером 1 подачах исходных реагентов и растворителя, при их начальной температуре 45°С, но при давлении в реакторах 2,5 МПа для поддержания реакционной массы полностью в жидком состоянии. В каждом реакторе в реакцию вступает 1,86 кмоль пероксида водорода, температура реакционной массы повышается от 45 до 58°С. В промежуточных теплообменниках реакционную массу охлаждают до 45°С. Для достижения идентичной с примером 1 степени конверсии пероксида водорода требуется каскад, включающий 10 реакторов и 10 теплообменников.Example 2 (comparative). The process is carried out in a cascade of adiabatic reactors with intermediate heat exchangers with identical feeds of the starting reagents and solvent, identical to Example 1, at their initial temperature of 45 ° C, but at a pressure of 2.5 MPa in the reactors to maintain the reaction mass completely in a liquid state. In each reactor, 1.86 kmol of hydrogen peroxide enters the reaction, the temperature of the reaction mixture rises from 45 to 58 ° C. In intermediate heat exchangers, the reaction mass is cooled to 45 ° C. To achieve a hydrogen peroxide conversion degree identical to Example 1, a cascade is required comprising 10 reactors and 10 heat exchangers.
Из примеров 1 и 2 следует, что проведение процесса эпоксидирования пропилена пероксидом водорода при температуре кипения реакционной массы по изобретению позволяет уменьшить число основных аппаратов по сравнению с прототипом в 2,5 раза.From examples 1 and 2 it follows that the process of epoxidation of propylene with hydrogen peroxide at the boiling point of the reaction mass according to the invention allows to reduce the number of main devices compared to the prototype by 2.5 times.
Использование на последней ступени реактора со струйным или пленочным движением жидкости обеспечивает минимальное время пребывания реакционной массы в зоне с максимальной температурой 58°С, которая необходима для достижения полной конверсии пероксида водорода.The use at the last stage of the reactor with a jet or film motion of the liquid provides a minimum residence time of the reaction mass in the zone with a maximum temperature of 58 ° C, which is necessary to achieve complete conversion of hydrogen peroxide.
Абсорбция пропилена из газовых сдувок метанолом и последующая абсорбция паров метанола водным раствором пероксида водорода позволяет исключить потери пропилена и метанола с потоком побочно образующегося кислорода.The absorption of propylene from gas purges with methanol and the subsequent absorption of methanol vapors with an aqueous solution of hydrogen peroxide eliminates the loss of propylene and methanol with a stream of by-product oxygen.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108337/04A RU2372343C1 (en) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108337/04A RU2372343C1 (en) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008108337A RU2008108337A (en) | 2009-09-10 |
| RU2372343C1 true RU2372343C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41166113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108337/04A RU2372343C1 (en) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2372343C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2848577C2 (en) * | 2022-09-19 | 2025-10-21 | Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз | Method for obtaining propylene oxide by applying the hppo method using a reaction-regeneration system with a circulating pseudo-liquidised bed of liquid-solid substance |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116999871B (en) * | 2023-08-09 | 2025-10-24 | 上海润和盛建设备科技有限公司 | A coupling system for dehydrogenation of light alkanes and epoxidation of propylene to produce propylene oxide |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679473A1 (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-02 | Wernicke & Co. GmbH | Spectacles glass bevelling unit |
| WO1999001445A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Arco Chemical Technology, L.P. | Process for epoxidation of propylene |
| RU2205181C2 (en) * | 1997-12-19 | 2003-05-27 | Арко Кемикал Текнолоджи, Л.П. | Method of running olefin epoxidation plant (options) |
| RU2291152C2 (en) * | 2001-03-05 | 2007-01-10 | Дегусса Аг | Method for epoxidation of olefins |
-
2008
- 2008-03-03 RU RU2008108337/04A patent/RU2372343C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679473A1 (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-02 | Wernicke & Co. GmbH | Spectacles glass bevelling unit |
| WO1999001445A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-14 | Arco Chemical Technology, L.P. | Process for epoxidation of propylene |
| RU2205181C2 (en) * | 1997-12-19 | 2003-05-27 | Арко Кемикал Текнолоджи, Л.П. | Method of running olefin epoxidation plant (options) |
| RU2291152C2 (en) * | 2001-03-05 | 2007-01-10 | Дегусса Аг | Method for epoxidation of olefins |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2848577C2 (en) * | 2022-09-19 | 2025-10-21 | Далянь Инститьют Оф Кемикал Физикс, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз | Method for obtaining propylene oxide by applying the hppo method using a reaction-regeneration system with a circulating pseudo-liquidised bed of liquid-solid substance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008108337A (en) | 2009-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100337577B1 (en) | Manufacturing Method of Dimethyl Carbonate | |
| KR101086597B1 (en) | How to separate olefins from gas stream | |
| RU2717556C1 (en) | Combined method of producing propene and propene oxide from propane | |
| TW200730517A (en) | Method for regenerated epoxide catalyst preparation | |
| JP2013049726A (en) | Method for producing oxirane comprising separating oxirane from reaction medium | |
| MXPA05002277A (en) | Integrated method for synthesising propylene oxide. | |
| US9758460B2 (en) | Process for recovery of pure components from product mixture of one step dimethyl ether synthesis reactor | |
| JP5336468B2 (en) | Hydro-oxidation process integrated with separation of olefin oxide product streams | |
| US8049044B2 (en) | Remediation process and apparatus | |
| RU2372343C1 (en) | Method of producing propylene oxide from propylene and hydrogen peroxide | |
| EP1346986A1 (en) | Process for the epoxidation of olefins | |
| JP3960525B2 (en) | Method for producing dimethyl carbonate and ethylene glycol | |
| JP2013209391A (en) | Method for recovering propylene oxide | |
| CN109689633B (en) | Epoxidation method | |
| KR20050101166A (en) | Liquid-continuous column distillation | |
| RU2208600C1 (en) | Method of integrated processing of products issued from methane-containing gas oxidative pyrolysis | |
| US20250313541A1 (en) | Epoxidation process with improved ethylene separation and recovery | |
| US6720436B2 (en) | Process for the epoxidation of olefins | |
| EP2464615B1 (en) | Process for treatment of ethylene | |
| RU2339628C2 (en) | Method of obtaining alkenoxide | |
| EP4304753A1 (en) | Epoxidation process with increased cycle water absorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110304 |