TW200303313A - Method of purifying propylene oxide - Google Patents

Description

200303313 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關純化環氧丙焼之方法者。更詳細者係有 關枯烯氫過氧化物與丙烯相互反應後取得含環氧丙烷之反 應液附於以碳數7〜2 0烴基做爲萃取劑使用之萃取蒸餾的 環氧丙烷之純化方法者，可抑制萃取劑性能之惡化，減少 萃取劑相關成本之利於工業製造環氧丙烷之方法者。 【先前技術】 先前技術中，做爲環氧丙烷之製造方法者有反應枯烯 氫過氧化物及丙烯之方法公知者。該反應取得之反應液中 除含有目的物之環氧丙烷之外，尙含有雜質之水、烴基及 甲醇、丙醛、丙酮、甲酸甲酯等含氧有機化合物者。因此 ，爲由反應液分離、回收高純度之環氧丙烷務必爲多段純 化步驟者。 環氧丙烷之純化中以烴基做爲萃取劑之使用爲公知者 。如：美國專利第3 843 8 8號公報中揭示辛烷類之鏈烷可 有效去除具碳數6之烴基雜質者。又，特公昭50- 7571 號公報中揭示辛烷類之鏈烷可有效去除水者。更如美國專 利第5 1 3 3 8 3 9號公報中辛烷等烴基可有效去除含於環氧丙 烷中之甲醇、丙醛、丙酮等雜質者。 【發明內容】 〔發明開示〕 -6 - (2) (2)200303313 本發明目的係爲提供一種將含有藉由反應枯烯氫過氧 化物與丙烯後取得之環氧丙烷，且含有做爲雜質之水、烴 基及含氧有機化合物之反應附於碳數7〜20之烴基做爲萃 取劑使用之萃取蒸餾進行純化環氧丙烷之方法者，可抑制 萃取劑性能之惡化，且減少萃取劑相關成本之有利工業製 造環氧丙烷之方法者。 亦即，本發明係將含有藉由反應枯烯氫過氧化物及丙 烯後取得之環氧丙烷，且含有做爲雜質之水、烴基及含氧 有機化合物之反應液以萃取蒸餾塔附於碳數7〜20烴基做 爲萃取劑使用之萃取蒸餾進行純化環氧丙烷之方法者，供 於萃取蒸餾塔之萃取劑中丙二醇濃度爲20重量％以下者 爲其特徵之環氧丙烷純化方法者。 〔發明實施之最佳形態〕 本發明純化方法之原料液係反應枯烯氫過氧化物及丙 烯後取得含環氧丙烷，且，含有做爲雜質之水、烴基及含 氧有機化合物之反應液者。反應通常於觸媒之存在下，反 應溫度爲 1〇〜200°c、壓力 1〜20MPa，針對原料枯烯氫 過氧化物之莫耳數爲2〜50倍者宜，較佳者爲5〜30倍莫 耳數丙烯條件下進行之。當丙烯少於該範圍時，則反應 未能充份進行之，或，降低環氧丙烷之收率，反之，丙烯 大於該範圍時，則未反應丙烯之回收成本，包裝之流失極 爲不經濟者。反應液中之丙烯藉由蒸餾進行回收，所回收 之丙烯再度於反應器被利用之。回收丙烯後反應液中之枯 (3) (3)200303313 烯及枯醇及環氧丙烷藉由粗蒸餾分離後取得本發明純化方 法之含有環氧丙烷之反應液（以下亦稱原料、液。） 做爲該雜質含有之烴基例者如：碳數3〜7之飽和及 不飽和烴基例者。 又，做爲該雜質所含之含氧有機化合物例者如：丙醛 等醛類、甲醇等醇類、丙酮等酮類、甲酸甲酯等竣酸酯類 等例者。 本發明中將原料液附於使用碳數7〜2 0烴基之萃取劑 之萃取蒸觀。做爲萃取劑例如者如：正-庚焼、正-辛院 、正-壬烷、正一癸烷、正一十一烷、正一月桂烷等直鏈 狀飽和烴基、2，2-二甲基戊烷、2，3 -二甲基戊烷、2 ，2-二甲基己烷、2，3 -二甲基己烷等分枝狀飽和烴基 或此等不飽和烴基例者。另外此等萃取劑可以單品使用之 ，亦可以混合物使用者。由工業面觀之，又以易於取得之 碳數7之飽和羥基者佳。 萃取蒸餾一般蒸餾分離時，於不易分離或不可混合之 2成份中添加做爲萃取劑以外之其他成份，改變原本2成 份之相對揮發度，使兩者易於分離之蒸餾方法者。環氧丙 烷中雜質之甲醇、水、乙醛、碳數5、6之烴類與環氧丙 烷之相對揮發度爲接近1者，一般藉由蒸餾後不易分離。 如：含有0.1重量％曱醇、0.1重量單位 1 一己烷之環氧 丙烷中進行比較對於環氧丙烷分別成份之相對揮發度時’ 於大氣壓條件下甲醇之相對揮發度爲1 . 1、1 -己烯之相對 揮發度爲1. 1者，相對揮發度接近1代表其蒸餾分離不易 -8- (4) (4)200303313 者。因此，一般蒸餾分離時，工業上不易取得足夠純度之 環氧丙烷。此時，加入做爲萃取劑之碳數7〜20烴基後， 增加甲醇、水、乙醛、烴類與環氧丙烷相互之相對揮發度 後進行分離之方法者被使用之。 惟，本發明所使用之碳數7〜2〇烴基之萃取劑中存在 丙二醇濃度以上時，藉由該萃取劑明顯失去效果。更且， 一般由經濟面觀之，與環氧丙烷進行分離之雜質經純化分 離後，被重覆使用之，惟，丙二醇含於萃取劑中時，其沸 點高於甲醇、水、乙醛、碳數6之烴類，因此無法由萃取 劑之碳數7〜20烴基進行分離純化，與萃取劑同時於蒸餾 進行再塡料蓄積循環後，再度供於萃取蒸餾塔時，萃取劑 濃度減少，劣化萃取劑性能，因此，增加萃取劑使用量， 增加萃取劑純化之能量成本。 水及環氧丙烷共存下易於生成丙二醇，因此，於製造 或純化環氧丙烷時丙二醇被生成之 。 做爲降低萃取劑中丙二醇濃度之方法例者如：蒸餾分 離、吸附、洗淨、靜置分離、萃取等分離例者，又以洗淨 分離其經濟面較爲理想者。如：萃取劑之存在下注入水進 行洗淨後，萃取劑與水進行相分離後，於水側被萃取水溶 性丙二醇，易降低萃取劑中之丙二醇濃度者。 本發明理想實施形態爲純化環氧丙烷時使萃取劑之碳 數7〜20烴基萃取劑中丙二醇濃度爲2〇重量％以下者宜 ，較佳者爲減至10重量％以下者。萃取劑之碳數7〜20 烴基萃取劑中丙二醇濃度愈小其萃取效果愈大，愈易於分 (5) (5)200303313 離，惟，超出2〇重量％則萃取效果幾乎近似無萃取劑者 ，大大損及萃取劑效果。 本發明理想實施形態流程例如圖所示。丙烯與枯烯氫 過氧化物反應後取得之反應進行蒸餾分離後，可取得含有 雜質之水、烴基 '及含氧有機化合物之環氧丙烷純化用原 料液。 該原料液通過線路1後供於萃取蒸餾塔1 00。同時， 供入做爲萃取劑之正-庚烷。萃取蒸餾塔1 00係爲去除原 料液環氧丙烷中大部份之水，含氧有機化合物之塔者，通 過塔頂餾份後通過線路4進行排出後取得做爲塔底餾份之 通過線路5所供給之正一庚烷與通過線路1所供給之環氧 丙烷。另外亦可將部份塔頂餾份通過線路3後進行迴流之 。萃取蒸餾塔1 00之塔底餾份係通過線路2後供於萃取蒸 餾塔200後，同時，使正一庚烷通過線路9後供於萃取蒸 餾塔200。由塔頂使純化之環氧丙烷通過線路8後取得， 塔底係使含於原料環氧丙烷之大部份烴基與萃取劑之正一 庚烷通過線路6後取得。另外，部份塔頂餾份亦可通過線 路7後回流之。由萃取蒸餾塔2〇〇取得之塔底餾份係通過 線路6後，供於蒸餾塔3 00，由塔頂通過線路1 1後排出 含於原料環氧丙烷中之大部份烴基後，塔底餾份通過線路 5及/或9後，於萃取蒸餾塔1〇〇及/或200再行利用。 本流程時，若含有丙二醇則於萃取蒸餾塔〗去除含氧化 合物之萃取劑效果將受損，於萃取蒸餾塔2 0 〇中，去除烴 基之萃取劑效果仍明顯受損。更且，丙二醇其沸點高於環 -10- (6) (6)200303313 氧丙焼’其他不純物，因此，於系內進行萃取劑之再利用 時’與萃取劑同時蓄積循環後，增加萃取劑容積，經濟面 亦不理想。因此，降低萃取劑中丙二醇之濃度者爲極有效 者。實質上去除丙二醇時，只要萃取劑之存在者即可，惟 ’發揮本發明最大限之理想效果者以接近萃取蒸餾塔100 下進行洗淨去除者佳。 【貫施方式】 〔實施例〕 以下藉由實施例進行本發明詳細之說明。 〔實施例1及2、比較例1及2〕 進行比較使用做爲萃取劑之正-庚烷時，環氧丙烷及 其雜質之2-甲基戊烷（以下2MP )、甲醇（MTA)、水 、乙醛（AA )相互之平衡條件下之相對揮發度。條件係 於大氣壓下，含該雜質之環氧丙烷（PO)中置入重量比3 〜4倍做爲萃取劑之正一庚烷後，進行測定之，測定其 正一庚烷中丙二醇（PG)濃度爲13重量％於36重量％ 時之相對揮發度後進行比較之。其結果如表1所示。 (7) 200303313 表1 萃取劑中之P G濃度 ___(w t % ) 相對揮發度 2P MTA 水 AA 比較例1 萃取劑不使用所含雜 質爲P 0者 1.5 0.7 0.9 1.5 實施例1 0 0.3 2.9 11 2.7 實施例2 13 0.3 1.2 1.2 1.3 比較例2 36 0.4 0.5 0.4 0.9 對於PO之各成分相對揮發度

未使用萃取劑之正一庚烷時，該雜質之相對揮發度爲 接近1者，一般不易分離，而，置入正-庚烷後，水及含 有氧機化合物之AA、MTA其揮發度大於P0，證明易於 分離者。又，烴基之2MP其揮發度小於P0，證明與萃取 劑可同時由P0進行分離。 惟，萃取劑中PG之濃度變大時，對於P0之相對揮 發度接近1，丙二醇濃度爲3 6重量％，則針對2MP，相 較於萃取中之PG濃度爲〇或13重量％時，其爲1.5倍分 離度之惡化，更針對MTA、水、AA，藉由原本萃取劑效 果其揮發度大於者爲變小者，烴基做爲萃取劑由塔頂 回P0時，證明與P〇不易分離。 因此，以烴基做爲萃取劑進行萃取蒸餾時，PG濃度 超出20重量％時，則明顯妨礙萃取劑之效果者。 -12- (8) (8)200303313 〔產業上可利用性〕 如以上說明，本發明可提供一種於觸媒之存在下，反 應枯烯氫過氧化物與丙烯後取得環氧丙烷之反應液者，將 含水、烴基、及含氧有機化合物之反應液利用碳數7〜20 之烴基之萃取劑進行萃取蒸餾之環氧丙烷的純化方法者， 可抑制萃取劑性能之劣化，減少萃取劑相關之成本，因此 ’特別由產業上實施面視之，爲極有利之環氧丙烷的純化 方法者。 【圖式之簡單說明】 圖1 係 代 表本發明純化方法之流程例之圖者。 [ 主要元 件 對 照表】 1 含 有 做 爲雜質之水、烴基、含氧化物之環氧丙烷原 料 液 供 給線路 2 蒸 取 餾塔100塔底餾出線路 3 萃 取 蒸 餾塔10 0迴流線路 4 萃 取 葱 餾塔100塔頂餾出線路 5 萃 取 蒸 餾塔100萃取供給線路 6 萃 取 蒸 餾塔200塔底餾出線路 7 萃 取 葱 /、、、 餾塔20 0迴流線路 8 純 化 環 氧丙烷餾出線路 9 萃 取 Μ / 'iW 餾塔200萃取供給線路 1 0 蒸 餾 塔 3〇〇迴流線路 -13- 200303313 Ο) 11 蒸餾塔3 00塔頂餾出線路 100 萃取蒸餾塔 200 萃取蒸餾塔 3 00 蒸餾塔

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Claims (1)

1. (1) (1)200303313 拾、申請專利範圍 1. 一種環氧丙烷之純化方法，其特徵係使反應枯烯 氫過氧化物與丙烯後取得環氧丙烷及含有做爲雜質之水、 烴及含氧有機化合物之反應液於萃取蒸餾塔使用碳數7〜 20之烴的萃取劑進行蒸餾萃取之環氧丙烷純化方法，供於 萃取蒸餾塔之萃取劑中丙二醇濃度爲2〇重量％以下者。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法係使萃 取劑進行回收使用者。 3 *如申§靑專利範圍第2項之方法，其中該方法係使萃 取劑藉由水洗淨後，使萃取劑中丙二醇濃度爲20重量％以 下者。 4 .如申請專利範圍第3項之方法，其中該方法係使萃 取劑藉由水洗淨後，使萃取劑中丙二醇濃度爲i 〇重量％以 下者。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法係使萃 取劑藉由水洗淨後’使萃取劑中丙二醇濃度爲2〇重量％以 下者。 6.如申請專利範圍第5項之方法，其中該方法係使萃 取劑藉由水洗淨後’使萃取劑中丙二醇濃度爲i 〇重釐％以 下者。