Способ и система для получения эпоксиалкана Российский патент 2021 года по МПК C07D301/32 C07D303/04 B01D3/14 

Область техники

Изобретение относится к способу получения эпоксиалкана и к системе для получения эпоксиалкана.

Уровень техники

Пропиленоксид (ПО) в основном используют для получения полиэфиров многоатомных спиртов, пропиленгликоля и пропиленгликолевого эфира и его объем выпуска классифицируют только как второй по отношению к полипропилену среди производных пропилена, таким образом он является производной пропилена со вторым наибольшим объемом выпуска. Согласно статистике пропиленоксид, используемый для мирового производства полиэфиров многоатомных спиртов в 2011, составлял примерно 66% от общего потребления, пропиленоксид, используемый для мирового производства пропиленгликоля, составлял примерно 17% от общего потребления, пропиленоксид, используемый для мирового производства пропиленгликолевого эфира, составлял примерно 6% от общего потребления. Глобальная производительность пропиленоксида в 2011 составляла 8,822 миллиона тонн, в 2016 производительность превышала 10 миллионов тонн. Ожидают, что производительность пропиленоксида достигнет 12 миллионов тонн в год в 2020 и требуемое количество достигнет 10 миллионов тонн в год. Перспективы рынка пропиленоксида в мире все еще являются оптимистичными в долговременной перспективе.

1,2-бутиленоксид (БО) является гомологом этиленоксида (ЭО) и пропиленоксида (ПО) и его молекулярная формула представляет собой С₄Н₈0 (номер CAS: 106-88-7). Это вещество имеет структуру трехчленного кольца и активные химические свойства, и его в основном используют в качестве промежуточных продуктов для мономеров полиэфирных многоатомных спиртов и других синтетических материалов. 1,2-эпоксибутан также можно использовать для получения пенопластов, синтетических каучуков, неионных поверхностно-активных веществ и т.п. Им можно заменить ацетон в качестве разбавителя для нитрокрасок, и его можно дополнительно применять в качестве эталона в хроматографическом анализе.

Эпоксиалкановые продукты имеют строгие требования по содержаниям воды, альдегидов и изомерных примесей. Вода влияет на гидроксильный показатель и вспениваемость полимеров. Альдегиды вызывают испускание запахов продуктом и влияют на здоровье людей. Изомеры являются реагентом для присоединения концевых функциональных групп для полимеризованных длинных цепей. Поэтому национальные стандарты и стандарты предприятий в Китае налагают строгие требования на чистоту продукта.

Как предусмотрено в китайском национальном стандарте, требования по качеству и чистоте пропиленоксида высокого качества являются следующими: содержание пропиленоксида >99,95%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропилальдегида <0,005% и содержание кислоты <0,003%.

Согласно стандартам BASF требования по качеству и чистоте 1,2-бутиленоксида высокого качества являются следующими: содержание бутиленоксида >99,5%, содержание изомеров бутиленоксида <0,2%, содержание всех альдегидов <0,05% и содержание воды <0,03%.

Требования по качеству и чистоте 1,2-бутиленоксида высокого качества являются следующими: содержание бутиленоксида >99,9%, содержание изомеров бутиленоксида <0,1%, содержание всех альдегидов <0,015% и содержание воды <0,005%.

Сырой эпоксиалкан, полученный путем реакции, обычно содержит такие примеси, как вода, метанол, ацетон и метилформат; так как эти примеси образуют азеотропную смесь с эпоксиалканом или их относительная летучесть близка к 1, трудно достичь стандартов эпоксиалканового продукта посредством обычных способов ректификации.

При очистке эпоксиалкана обычно используют С7-С20 углеводороды с прямой или разветвленной цепью и/или двухатомные спирты в качестве экстрагирующего вещества. По экономическим причинам в способе очистки эпоксиалканов используют смесь С 8 алканов с прямой или разветвленной цепью в качестве экстрагирующего вещества. Добавление экстрагирующего вещества делает относительную летучесть ацетальдегида, воды, метанола и метилформата относительно эпоксиалкана больше, ацетальдегид, воду, метанол и метилформат удаляют из верхней части колонны и экстрагирующее вещество повторно используют.

[0001] Учитывая, что сырой бутиленоксид содержит воду и метанол и воду

добавляют в течение способа разделения, следующие реакции происходят в течение очистки бутиленоксида:

1,2-бутиленоксид гидролизуют с образованием 1,2-бутандиола и растворимость 1,2-бутандиола в воде меньше, чем у 1,2-бутиленоксида.

1,2-бутиленоксид реагирует с метанолом с образованием метилового эфира 1-бутандиола (эфирная связь образуется на атоме углерода конечной эпокси группы), метилового эфира 2-бутандиола (эфирная связь образуется на атоме углерода во 2-ом положении эпокси группы). Кроме того, как метиловый эфир 1-бутандиола, так и метиловый эфир 2-бутандиола немного растворим в воде.

1,2-бутиленоксид можно подвергнуть реакции полимеризации с образованием таких полимеров, как димерный бутиленоксид и полибутиленоксид.

1,2-бутиленоксид реагирует с активными водород содержащими соединениями, такими как вода, двухатомный спирт или многоатомный спирт с образованием полиэфира 1,2-бутандиола и его производных. Полиэфир 1,2-бутандиола и его производные являются нелетучими вязкими жидкостями, от бесцветных до коричневых, и в основном растворимы в кетонах, спиртах, сложных эфирах, углеводородах и галогенированных углеводородах, полиэфир 1,2-бутандиола и его производные, имеющие более низкую молекулярную массу, растворимы в воде, растворимость в воде уменьшается наряду с повышением молекулярной массы и возрастанием температуры.

Большинство вышеупомянутых побочных продуктов и производных реакции являются трудно растворимыми в воде и их нельзя удалить путем промывки водой. Когда для очистки бутиленоксида используют способ экстрактивной ректификации, побочные продукты и производные накапливаются в экстрагирующем веществе, тем самым уменьшая степень извлечения экстрагирующего вещества. Поэтому необходимо понизить концентрацию побочных продуктов и производных в экстрагирующем веществе.

Например, в патентном документе US 4402794 описывают применение углеводородов, содержащих 7-9 атомов углерода, предпочтительно N-октана, в качестве экстрагирующего вещества для одиночной экстрактивной ректификации для отделения воды, метанола, ацетона, метилформата и других примесей, содержащихся в растворе сырого 1,2-бутиленоксида. Однако, это не включает отделение примесных альдегидов. Органический слой, наслоенный фазовым сепаратором вверху колонны экстрактивной ректификации, подают в ректификационную колонну для ректификации и отделения метанола, ацетона и т.п.; поток куба колонны из экстрактивной ректификационной колонны направляют в экстрактивную ректификационную колонн; часть экстрактивной кубовой жидкости из колонны экстрактивной перегонки выгружают. В этом способе часть кубовой жидкости колонны, содержащей экстрагирующее вещество и тяжелый компонент, выгружают для уменьшения накапливания побочных продуктов и производных реакции в экстрагирующем веществе. Из-за низкого содержания тяжелого компонента в выгружаемом потоке из куба колонны, большое количество экстрагирующего вещества необходимо выгружать для того, чтобы обеспечить чистоту экстрагирующего вещества; таким образом теряется большое количество экстрагирующего вещества.

В качестве другого примера, в патентном документе US 4772732 описывают способ очистки бутиленоксида путем использования анионообменной смолы и адсорбента. Анионообменная смола удаляет кислые и дегидрирующие примеси (dehydrogen impurities), при этом адсорбент удаляет воду из примесей бутиленоксида. В зависимости от содержания примесей стадии очистки можно проводить по одиночке или в сочетании, и способ может проходить либо периодически в реакторе, либо непрерывно в башне или колонне. Выбранная ионообменная смола является сульфированной макропористой анионообменной смолой и выбранный адсорбент является молекулярным ситом. Способ является затратным, способ адсорбции и десорбции также усложнен и его производительность невелика.

Аналогично, пропиленоксид гидролизуют с получением 1,2-пропиленгликоля в системе пропиленоксида. Растворимость 1,2-пропиленгликоля в воде меньше, чем у пропиленоксида. В реакции пропиленоксида с метанолом получают метиловый эфир пропиленгликоля. При полимеризации пропиленоксида образуются полимеры, такие как димерный пропиленоксид и полипропиленоксид.

Пропиленоксид реагирует с соединениями, содержащими активный водород, такими как вода, двухатомные спирты или многоатомные спирты, с образованием эфиров полипропиленгликоля и их производных. Растворимость эфиров полипропиленгликоля и их производных как в воде, так и в органической фазе невелика.

В итоге, настоящее состояние предшествующего уровня техники является таким, что существует насущная необходимость в способе получения эпоксиалкана с небольшой потерей экстрагирующего вещества, высокой чистотой циркулирующего экстрагирующего вещества, высоким выходом эпоксиалкана и низким потреблением энергии.

Краткое описание изобретения

Целью настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков предшествующего уровня техники и предоставление способа получения эпоксиалкана с небольшой потерей экстрагирующего вещества, высоким выходом эпоксиалкана и низким потреблением энергии.

Конкретно, первый аспект настоящего изобретения относится к способу получения эпоксиалкана, включающим следующие стадии:

1) очистка потока, содержащего эпоксиалкан, экстрагирующее вещество и тяжелые компоненты, такие как двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта, в разделительной колонне с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верха колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

2) разделение потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, полученного из куба колонны, на по меньшей мере три потока, где первый поток нагревают с помощью котла куба колонны и возвращают в разделительную колонну из куба колонны, второй поток используют в качестве циркулирующего экстрагирующего вещества, третий поток подают в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения очистки для удаления тяжелого компонента, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, и получение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом,

3) возвращение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, в разделительную колонну.

Во втором аспекте настоящего изобретения предоставляют другой способ получения эпоксиалкана, включающий:

1) направление потока сырого продукта, содержащего эпоксиалкан, экстрагирующее вещество и тяжелые компоненты, такие как двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта, в колонну экстрактивной ректификации для выполнения экстрактивной перегонки с получением потока, содержащего эпоксиалкан, экстрагирующее вещество и тяжелые компоненты, такие как двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта, из куба колонны, где двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта включают те, которые принесены потоком сырого продукта, содержащего эпоксиалкан, и те, которые образованы химической реакцией, происходящей в течение способа разделения в колонне экстрактивной ректификации,

2) подвергание потока, содержащего эпоксиалкан, экстрагирующее вещество и тяжелые компоненты, такие как двухатомный спирт и эфир многоатомного спирта, ректификации и разделению в разделительной колонне с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верхней части колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

3) разделение потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны на по меньшей мере три потока, где первый поток нагревают с помощью котла куба колонны и возвращают в разделительную колонну из куба колонны, второй поток, используемый в качестве циркулирующего экстрагирующего вещества, проводят в колонну экстрактивной ректификации, третий поток подают в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения очистки для удаления тяжелых компонентов, таких как двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, и получение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом,

4) возвращение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, в разделительную колонну.

В третьем аспекте настоящего изобретения предоставляют систему получения эпоксиалкана, содержащую:

1) разделительную колонну, в которой куб колонны имеет выход, приспособленный для вывода потока куба колонны из разделительной колонны,

2) котел куба колонны, который расположен в нижней части разделительной колонны для кипячения части материалов куба разделительной колонны и возвращения вскипяченного материала куба колоны в разделительную колонну,

3) аппарат для очистки экстрагирующего вещества, который расположен ниже положения подачи разделительной колонны для очистки части материала куба разделительной колонны для удаления тяжелых компонентов, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, получения обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и возвращения легкого компонента в разделительную колонну.

В четвертом аспекте настоящего изобретения предоставляют другую систему получения эпоксиалкана, содержащую:

1) колонну экстрактивной ректификации для выполнения экстрактивной ректификации потока сырого продукта, содержащего эпоксиалкан,

2) разделительную колонну для разделения потока куба колонны из колонны экстрактивной ректификации с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верхней части колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

3) котел куба колонны, который расположен в нижней части разделительной колонны для кипячения части материалов куба разделительной колонны и возвращения вскипяченного материала куба колоны в разделительную колонну,

4) аппарат для очистки экстрагирующего вещества, который расположен ниже положения подачи разделительной колонны для получения и очистки части материала куба разделительной колонны для удаления тяжелых компонентов, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, получения обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и возвращения легкого компонента в разделительную колонну.

Вышеупомянутый способ получения эпоксиалкана, представленный в настоящем изобретении, обладает конкретными выгодными эффектами.

В настоящем изобретении описывают решение, состоящее в добавлении аппарата для очистки экстрагирующего вещества на дно существующей разделительной колонны, введении части потока куба разделительной колонны, который первоначально непосредственно выгружали для повторного использования, в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения обработки, удалении примесей, которые в основном являются двухатомными спиртами и эфирами многоатомного спирта, из жидкой фазы тяжелых компонентов и возвращении очищенных тяжелых компонентов в разделительную колонну, улучшая посредством этого чистоту экстрагирующего вещества, понижая количество пополняемого экстрагирующего вещества и уменьшая выгружаемое количество отработанной жидкости. По сравнению со способом периодической выгрузки экстрагирующего вещества и однородной обработки примесей в экстрагирующем веществе в предшествующем уровне техники после того, как содержание примеси в экстрагирующем веществе достигает определенного уровня, в настоящем изобретении можно уменьшить потерю экстрагирующего вещества и улучшить выход эпоксиалкана. Более конкретно, чистоту экстрагирующего вещества повышают на 0,1-2%, потеря экстрагирующего вещества составляет только 0,01-0,1% и выход эпоксиалкана повышают на 0,5-5%.

Кроме того, вышеупомянутый способ получения эпоксиалкана, представленный в настоящем изобретении, также может сберегать энергию. Конкретно, вышеупомянутый способ получения эпоксиалкана, представленный в настоящем изобретении, уменьшает потребление энергии на 1-10%. В настоящем изобретении применяют вышеупомянутый режим «разделения целого на части» для очистки экстрагирующего вещества, для этого требуется только добавить аппарат для очистки экстрагирующего вещества, предпочтительно ребойлер котлового типа, в основание существующего устройства, он производит небольшое изменение в существующем устройстве, занимает небольшую площадь и требует небольшого вложения средств, его выгодные эффекты вполне очевидны и он имеет превосходную перспективу промышленного применения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является технологической схемой предпочтительного воплощения способа по настоящему изобретению.

Фиг. 2 является технологической схемой способа, представленного в документе US 4402794 предшествующего уровня техники.

На чертежах одинаковые компоненты представлены одинаковыми номерами позиций.

Чертежи не обязательно показаны в действительном масштабе.

Описание номеров позиций:

1. Поступающий поток

2. Поток экстрагирующего вещества

3. Поток эпоксиалканового продукта

4. Поступающий в котел куба колонны поток

5. Выгружаемый из котел куба колонны поток

6. Поступающий в аппарат для очистки экстрагирующего вещества поток

7. Поток примеси из тяжелых компонентов-вытекающий поток

8. Выгружаемый из аппарата для очистки экстрагирующего вещества поток

31. Поток продукта 1,2-бутиленоксида

A. Котел куба колонны

B. Аппарат для очистки экстрагирующего вещества

C. Разделительная колонна

Подробное описание предпочтительных воплощений

Совокупность публикаций, патентных заявок, патентов и другой справочной литературы, упомянутых в описании, тем самым включена в данный документ путем ссылки. Если не определено другое, каждая из технологий и научных терминов, используемых в описании, имеет значения, обычно понимаемые специалистами в уровне техники. В случае противоречия, определения в описании должны иметь преимущество.

Когда в описании используют предпосылку «хорошо известный среди специалистов в уровне техники», «предшествующий уровень техники» или похожие термины для определения материалов, веществ, стадий, устройств или деталей, определяемые предпосылкой объекты охватывают те, которые обычно используются в области техники, когда представляют изобретение, а также охватывают те, которые обычно не используют в настоящем и которые в общем понятны в уровне техники как подходящие для аналогичных целей.

Помимо содержания, которое явно указано в контексте описания, любой материал или деталь, не упомянутые в данном документе, непосредственно применяются специалистами в уровне техники без необходимости производить любое изменение. Более того, любое воплощение, описанное в данном документе, можно свободно объединять с одним или более других воплощений, описанных в данном документе, любое из образованных посредством этого технических решений или идей необходимо рассматривать как часть первоначального описания или первоначальной записи настоящего изобретения, а не считать за новое содержание, которое не было описано или предусмотрено в данном документе, если специалисты в уровне техники не полагают, что данное объединение очевидно неразумно.

Конечные значения интервалов и любое значение в интервалах, описанные в данном документе, не ограничены точными интервалами или значениями, такие интервалы или значения необходимо понимать как включающие значения, близкие к данным интервалам или значениям. Что касается численных интервалов, конечные значения различных интервалов, конечные значения и отдельные значения различных интервалов и отдельные значения можно объединять друг с другом для получения одного или более новых численных интервалов, которые необходимо рассматривать как специально описанные в данном документе.

Если это явно не указано в настоящем описании, выражения «первый», «второй» и «третий» не представляют порядок приоритета, их используют только в целях различения, например, выражения «первый», «второй» и «третий» в терминах «первый поток», «второй поток» и «третий поток» используют только для различения трех частей одинаковых потоков, которые направляют в различные места.

Следует отметить, что способ получения эпоксиалкана включает такие установки, как установки реакции, отделения и очистки эпоксиалкана. Настоящее изобретение в основном относится к установке очистки и, в частности, относится к способу очистки в ней экстрагирующего вещества. Изобретение включает устройство очистки эпоксиалкана в способе получения эпоксиалкана и, в частности, включает устройство очистки эпоксиалкана, использующее режим экстрактивной ректификации.

В общем, сырой эпоксиалкановый продукт и экстрагирующее вещество подвергают экстрактивной ректификации в колонне экстрактивной ректификации и жидкость куба колонны, содержащую эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, выгружают из ректификационной колонны, предпочтительно выгружая из куба ректификационной колонны и подавая в разделительную колонну, получая посредством этого эпоксиалкановый продукт и экстрагирующее вещество, где часть экстрагирующего вещества возвращают в разделительную колонну через котел куба колонны, большую часть экстрагирующего вещества можно задать так, что экстрагирующее вещество непосредственно повторно используют или очищают (регенерируют) в зависимости от чистоты экстрагирующего вещества или концентрации примесей в экстрагирующем веществе. Двухатомные спирты и эфиры многоатомных спиртов непрерывно образуются и накапливаются в циклах в течение способа экстрактивной перегонки в присутствии воды и метанола. В общем полагают, что экстрагирующая способность уменьшается, когда концентрация примесей в экстрагирующем веществе достигает 10 масс. %. Чтобы обеспечить эффект разделения экстрактивной ректификации и уменьшить потребление энергии в способе разделения, концентрацию примесей в экстрагирующем веществе в общем регулируют так, чтобы она была менее 2 масс. %, то есть, когда концентрация примесей превышает 2 масс. %, экстрагирующее вещество нельзя непосредственно рециркулировать и повторно использовать, но нужно подвергнуть очистке. Что касается современных обычных промышленных установок, экстрагирующие вещества добавляют порциями в течение примерно 2-3 лет.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что из-за добавления небольшого аппарата для очистки экстрагирующего вещества часть экстрагирующего вещества очищается и возвращается в разделительную колонну, посредством этого улучшая чистоту циркулирующего экстрагирующего вещества и уменьшая потерю экстрагирующего вещества и потребление энергии в способе разделения. Аппарат для очистки экстрагирующего вещества может быть дистилляционной колонной или ребойлером. Предпочтительно аппарат для очистки экстрагирующего вещества является ребойлерком и более предпочтительно ребойлером котлового типа. Очищенное экстрагирующее вещество можно возвратить в разделительную колонну, что не требует дополнительной силовой установки, такой как насос с механическим приводом, так что экономическая эффективность значительно улучшается.

Предпочтительным воплощением настоящего изобретения является дополнительное расположение одного или более небольших ребойлеров на дне обычной разделительной колонны, оборудованной ребойлером, то есть два или более ребойлеров расположены в котловой части разделительной колонны, которая подходит для размещения нового устройства и для модернизации и реконструкции старого оборудования. Для нового устройства такое расположение может сберечь капиталовложения в оборудование, уменьшить потерю экстрагирующего вещества и улучшить качество продукта, оно также особенно подходит для модернизации и реновации старых устройств, оно производит очевидные эффекты в показателях небольшой модификации, небольшой занимаемой площади, низких капиталовложений и пониженной потери экстрагирующего вещества.

Предпочтительно аппарат для очистки экстрагирующего вещества располагают между нижней частью входа в разделительную колонну для введения потока, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, и кубом разделительной колонны. Когда положение ближе к кубу колонны, ниже содержание эпоксиалкана, выше содержание экстрагирующего вещества и примеси, такие как двухатомные спирты и эфир многоатомного спирта, это более выгодно для улучшения чистоты экстрагирующего вещества, таким образом предпочтительно, чтобы аппарат для очистки экстрагирующего вещества располагался ниже положения подачи разделительной колонны. Предпочтительно высоты котла куба колонны и аппарата для очистки экстрагирующего вещества относительно куба разделительной колонны расположены так, что разность температур между котлом куба колонны и аппаратом для очистки экстрагирующего вещества составляет <5°С. В настоящем изобретении основной функцией аппарата для очистки экстрагирующего вещества является очистка экстрагирующего вещества. Идеальное условие состоит в том, что не существует разности температур между котлом куба колонны и аппаратом для очистки экстрагирующего вещества по отношению к кубу разделительной колонны, однако, с точки зрения различных влияющих факторов в действительном способе промышленного производства, в настоящем изобретении допускают разность температур между котлом куба колонны и аппаратом для очистки экстрагирующего вещества <5°С, предпочтительно <3°С.

Согласно особенно предпочтительному воплощению как котел куба колонны, так и аппарат для очистки экстрагирующего вещества по настоящему изобретению расположены на кубе разделительной колонны. Такое расположение может значительно улучшить чистоту экстрагирующего вещества, понизить потерю экстрагирующего вещества и повысить выход эпоксиалкана.

Предпочтительно число теоретических тарелок в разделительной колонне находится в интервале от 15 до 80, когда число теоретических тарелок считают сверху колонны до куба колонны, положение подачи аппарата для очистки экстрагирующего вещества расположено от нулевой до четвертой тарелки от дна, предпочтительно от нулевой до второй тарелки от дна.

Предпочтительно отношение площади теплопереноса котла куба колонны и ребойлера, служащего в качестве аппарата для очистки экстрагирующего вещества, находится в интервале (2-5):1. То есть, отношение расхода материала, поступающего в котел куба колонны, к расходу материала, поступающего в ребойлер, служащий в качестве аппарата для очистки экстрагирующего вещества, находится в интервале (2-5):1.

В данном воплощении требуется только добавить один или более ребойлеров на основе существующего устройства получения эпоксиалкана и ребойлер может быть соединен с разделительной колонной посредством простого трубопровода, и дополнительный насос с механическим приводом не требуется для возвращения очищенного экстрагирующего вещества в разделительную колонну, таким образом устройство легко реконструировать и это требует небольшой занимаемой площади, низких капиталовложений и пониженного потребления энергии.

Дополнительно расположенный ребойлер разделяет третий поток на низкокипящие компоненты и высококипящие компоненты с температурой кипения выше чем у экстрагирующего вещества. Низкокипящие компоненты в основном являются экстрагирующими веществами, которые возвращают в разделительную колонну для повторного использования в форме паровой фазы или смеси пара и жидкости, высококипящие компоненты с температурой кипения выше чем у экстрагирующего вещества, в основном являются примесями, такими как двухатомные спирты и эфиры многоатомных спиртов, и их выгружают из системы.

Для дополнительного улучшения чистоты экстрагирующего вещества в способе по настоящему изобретению предпочтительно, чтобы первый поток составлял 2-20 масс. % от общего количества потока куба разделительной колонны.

Предпочтительно содержание эпоксиалкана в потоке, который получают из верхней части колонны и в основном состоящего их эпоксиалкана, составляет не менее 99,95 масс. % и содержание экстрагирующего вещества составляет не более 0,05 масс. %, содержание экстрагирующего вещества в потоке, который получают из куба колонны и в основном состоящего из экстрагирующего вещества, составляет не менее 99 масс. % и содержание эпоксиалкана составляет не более 1 масс. %.

Предпочтительно рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны находится в интервале 60-130°С, температура в верхней части колонны составляет 30-80°С и давление составляет 0,04-0,40 МПа изб.

Предпочтительно отношение экстрагирующего вещества к эпоксиалкану в потоке, содержащем эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, составляет (2-15):1, более предпочтительно (3-10):1 и еще более предпочтительно (5-7):1 на основе мольн.%.

Котел куба колонны предпочтительно является одним из группы, состоящей из термосифонного ребойлера, ребойлера котлового типа и ребойлера с принудительной циркуляцией.

Предпочтительно эпоксиалкан представляет собой пропиленоксид, бутиленоксид или изомеры бутиленоксида, более предпочтительно эпоксиалкан представляет собой бутиленоксид, особенно предпочтительно эпоксиалкан является 1,2-бутиленоксидом.

В настоящем изобретении поток, содержащий эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, можно получить из потока продукта экстракции, полученного путем экстрактивной ректификации продукта реакции эпоксидирования олефинов. Предпочтительно содержание эпоксиалкана в потоке составляет 5-25 масс. %.

Экстрагирующие вещества, используемые для очистки эпоксиалканов, хорошо известны в уровне техники. В общем, в качестве экстрагирующего вещества используют С7-С20 прямые или разветвленные углеводороды и/или двухатомные спирты. С экономической точки зрения в качестве экстрагирующего вещества используют С8 прямые или разветвленные алканы и С 8 прямые или разветвленные алканы могут быть, например, N-октаном, изооктаном и 2-метилгептаном. Для уменьшения стоимости экстрагирующего вещества предпочтительно выбирать смесь.

По настоящему изобретению после того, как поток, содержащий эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, очищают в разделительной колонне, поток куба разделительной колоны содержит экстрагирующее вещество и тяжелые компоненты. Принимая в качестве примера бутиленоксид, тяжелые компоненты включают 1,2-бутандиол, метиловый эфир 1-бутандиола, метиловый эфир 2-бутандиола, димер бутиленоксида, (поли)бутиленоксид, эфир поли-1,2-бутандиола и их производные или их смеси. Принимая в качестве примера пропиленоксид, тяжелые компоненты включают 1,2-пропиленгликоль, метиловый эфир пропиленгликоля, димерный пропиленоксид, (поли)пропиленоксид, эфир полипропиленгликоля и их производные или их смеси.

Следует отметить, что эффективность разделения экстрактивной перегонки постоянна, когда чистота экстрагирующего вещества не изменяется. Однако, в настоящем изобретении подчеркивают, что в течение способа очистки могут происходить побочные реакции с образованием примесных двухатомных спиртов и их производных и получение примесей неизбежно и примеси накапливаются и циркулируют в системе. Примеси оказывают неблагоприятное воздействие на экстрактивную ректификацию и уменьшают эффективность экстракции экстрагирующего вещества. Если экстрагирующее вещество непосредственно выгружают наружу, когда примеси тяжелых компонентов в экстрагирующем веществе составляют всего лишь 2%, вытекающий поток экстрагирующего вещества составляет 98%, таким образом потеря экстрагирующего вещества велика, когда содержание примесей тяжелых компонентов составляет вплоть до 10%, вытекающий поток экстрагирующего вещества все еще составляет 90%, потеря экстрагирующего вещества слегка уменьшается, но эффективность экстракции экстрагирующего вещества значительно понижается, что приводит к повышенному расходу растворителя в колонне экстрактивной ректификации и повышению потребления энергии. В настоящем изобретении только лишь путем добавления небольшого аппарата для очистки экстрагирующего вещества концентрацию тяжелых компонентов в вытекающем потоке (то есть, в жидкой фазе тяжелого компонента, полученной в аппарате для очистки экстрагирующего вещества) можно понизить вдвое или более, количество потери выходящего потока экстрагирующего вещества понижается более чем наполовину. Принимая настоящее изобретение, при условии, что выгружаемое наружу количество экстрагирующего вещества является одинаковым, содержание примесей тяжелых компонентов в циркулирующем экстрагирующем веществе составляет 50% от схемы непосредственной выгрузки наружу после долговременной работы. Если принимают схему непосредственной выгрузки наружу, выход эпоксиалкана необходимо понизить, чтобы улучшить качество эпоксиалканового продукта, иначе качество продукта нельзя гарантировать.

Ниже подробно описывается настоящее изобретение со ссылкой на чертежи, при этом следует отметить, что область защиты настоящего изобретения не ограничена этим, но определяется приложенной формулой изобретения.

Как показано на фиг. 1 настоящего описания, сырой эпоксиалкановый продукт и экстрагирующее вещество закачивают в колонну экстрактивной ректификации для выполнения экстрактивной ректификации, и рафинат выгружают из верхней части колоны и поступающий поток 1, содержащий эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, выгружают из куба колонны в разделительную колонну С, поток 3 эпоксиалканового продукта удаляют из верхней части разделительной колонны, поток 2 экстрагирующего вещества удаляют из зоны куба разделительной колонны, нижняя часть разделительной колонны С оборудована котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества, поток 4, поступающий в котел куба колонны, отправляет часть потока куба колонны в котле куба А колонны с получением потока 5, выгружаемого из котла куба колонны после нагрева, поток 5, выгружаемый из котла куба колонны рециркулируют в нижнюю часть разделительной колонны С, поток 6, поступающий в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, отправляет часть потока куба колонны в аппарат В для очистки экстрагирующего вещества и нагревает его для получения потока 8, выгружаемого из аппарата для очистки экстрагирующего вещества, в виде легкого компонента в паровой фазе, и потока примеси из тяжелых компонентов - вытекающего потока 7 в качестве потока примеси из тяжелого компонента, где поток 8, выгружаемый из аппарата для очистки экстрагирующего вещества, возвращают в нижнюю часть разделительной колонны С и поток примеси из тяжелых компонентов - вытекающий поток 7 выгружают со дна аппарата В для очистки экстрагирующего вещества.

Наоборот, как показано на фиг. 2, поступающий поток 1, содержащий 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, отправляют в разделительную колонну С и поток 31 продукта 1,2-бутиленоксида удаляют с верха разделительной колонны, поток 2 экстрагирующего вещества удаляют из зоны куба разделительной колонны, дно разделительной колонны С оборудовано котлом куба А колонны, поток 4, поступающий в котел куба колоны, отправляет жидкость куба колонны в котел куба А колонны и отправляет поток 5, выгружаемый из котла куба колонны, полученный после нагрева, в нижнюю часть разделительной колонны С, поток отделяют из потока 2 экстрагирующего вещества в виде потока примеси из тяжелых компонентов -вытекающего потока 7 и выгружают из системы разделения. Так как часть экстрагирующего вещества и тяжелых компонентов выгружают для уменьшения накопления побочных продуктов и производных реакции в экстрагирующем веществе, теряют большое количество экстрагирующего вещества.

Настоящее изобретение не имеет особых ограничений на конкретные рабочие условия для потока сырого продукта, содержащего эпоксиалкан, и потока экстрагирующего вещества, поступающего в первую ректификационную колонну для выполнения ректификации. Например, его можно выполнять с помощью способа, предоставленного в документе CN 108017598А, содержание которого здесь не повторяется.

Настоящее изобретение дополнительно описывается ниже посредством конкретных примеров. Результаты в следующих примерах и сравнительных примерах отобраны из результатов после 800 часов стабильной работы системы. Чистоту материалов измеряют с помощью способа Китайского национального стандарта для газовой хроматографии GB/T9722-2006. Следующий термин «масс, частей на млн.» относится к концентрации в массовых частях на миллион.

Пример 1

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 72°С, температура в верхней части колонны составляет 33°С, давление составляет 0,04 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 65, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 8:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 66-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 3 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <3°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,99%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,80%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,020%.

Пример 2

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 80°С, температура в верхней части колонны составляет 35°С, давление составляет 0,08 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 60, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 7:1, котле куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 61-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 5 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <2,4°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,98%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,82%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,025%.

Пример 3

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 89°С, температура в верхней части колонны составляет 40°С, давление составляет 0,12 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 60, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котле куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является реболером котлового типа, расположенным на 61 -ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 8 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <2°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,85%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,028%.

Пример 4

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 96°С, температура в верхней части колонны составляет 45°С, давление составляет 0,16 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 55, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 5:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 56-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 10 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,6°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,89%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,029%.

Пример 5

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 101°С, температура в верхней части колонны составляет 50°С, давление составляет 0,20 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 50, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 4:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 51-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 13 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,2°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,98%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропиональдегида <0,005%, содержание кислоты <0,003% и степень извлечения 99,86%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,032%.

Пример 6

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 105°С, температура в верхней части колонны составляет 55°С, давление составляет 0,24 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 45, экстрагирующее вещество является смесью С8 алканов, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 4:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 46-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 5:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 15 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,99%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,85%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,035%.

Пример 7

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 111°С, температура в верхней части колонны составляет 60°С, давление составляет 0,28 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 40, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 41-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 4:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 7 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,8°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,98%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,85%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,034%.

Пример 8

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 111°С, температура в верхней части колонны составляет 65°С, давление составляет 0,32 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 30, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 31-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 3:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 6 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,7°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,98%, содержание воды <10 масс, частей на млн., содержание ацетальдегида + пропиональдегида <10 масс, частей на млн., содержание кислоты <5 масс, частей на млн. и степень извлечения 99,86%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,033%.

Пример 9

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 119°С, температура в верхней части колонны составляет 70°С, давление составляет 0,36 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 25, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой термосифонный ребойлер, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 26-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 2:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 6 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,8°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропиональдегида <0,005%, содержание кислоты <0,003% и степень извлечения 99,87%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,035%.

Пример 10

Данный пример выполняют с использованием способа, аналогичного способу примера 9, за исключением того, что котел куба А колонны в этом примере является ребойлером котлового типа.

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 119°С, температура в верхней части колонны составляет 70°С, давление составляет 0,36 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 25, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой ребойлер котлового типа, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойером котлового типа, расположенным на 26-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 2:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 3 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,8°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропиональдегида <0,005%, содержание кислоты <0,003% и степень извлечения 99,87%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,035%.

Пример 11

Данный пример выполняют с использованием способа, аналогичного способу примера 9, за исключением того, что котел куба А колонны в этом примере является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 119°С, температура в верхней части колонны составляет 70°С, давление составляет 0,36 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 25, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой ребойлер с принудительной циркуляцией, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 26-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 2:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 6 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,8°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропиональдегида <0,005%, содержание кислоты <0,003% и степень извлечения 99,87%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,035%.

Пример 12

Данный пример выполняют с использованием способа, аналогичного способу примера 9, за исключением того, что котел куба А колонны в этом примере является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 1, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 119°С, температура в верхней части колонны составляет 70°С, давление составляет 0,36 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 26, экстрагирующее вещество является N-октаном, молярное отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, составляет 6:1, котел куба А разделительной колонны представляет собой ребойлер с принудительной циркуляцией, расположенный ниже последней тарелки колонны, аппарат В для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером котлового типа, расположенным на 24-ой тарелке колонны, отношение площади теплопереноса котла куба А колонны к площади теплопереноса аппарата В для очистки экстрагирующего вещества составляет 2:1, отношение части, поступающей в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, к потоку куба разделительной колонны составляет 6 масс. %. Разность температур между котлом куба А колонны и аппаратом В для очистки экстрагирующего вещества в течение всего процесса составляет <1,8°С.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, содержание воды <0,02%, содержание ацетальдегида + пропиональдегида <0,005%, содержание кислоты <0,003% и степень извлечения 99,85%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,5%, степень потери экстрагирующего вещества составляет 0,037%.

Сравнительный пример 1

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 2, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 103°С и давление составляет 0,22 МПа изб., число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 60, экстрагирующее вещество является N-октаном и отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду составляет 8:1 в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, на основе масс. %, ребойлер А разделительной колонны является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, степень извлечения 96,38%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,0% и степень потери экстрагирующего вещества составляет 2,02%.

По сравнению с примером 1 потребление энергии при разделении для очистки 1,2-бутиленоксида на тонну в сравнительном примере 1 повышается на 4,5%.

Сравнительный пример 2

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 2, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 103°С и давление составляет 0,22 МПа изб., число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 50, экстрагирующее вещество является N-октаном и отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду составляет 6:1 в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, на основе масс. %, ребойлер А разделительной колонны является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, степень извлечения 98,50%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,0% и степень потери экстрагирующего вещества составляет 2,20%.

Сравнительный пример 3

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 2, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 103°С и давление составляет 0,22 МПа изб., число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 45, экстрагирующее вещество является N-октаном и отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду составляет 4:1 в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, на основе масс. %, ребойлер А разделительной колонны является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, степень извлечения 98,88%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,0% и степень потери экстрагирующего вещества составляет 2,45%.

Сравнительный пример 4

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 2, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 103°С и давление составляет 0,22 МПа изб., число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 40, экстрагирующее вещество является N-октаном и отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду составляет 3:1 в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, на основе масс. %, ребойлер А разделительной колонны является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, степень извлечения 97,13%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,0% и степень потери экстрагирующего вещества составляет 2,62%.

Сравнительный пример 5

Согласно технологической схеме, показанной на фиг. 2, рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны составляет 103°С и давление составляет 0,22 МПа изб., число теоретических тарелок в разделительной колонне составляет 35, направление потока примесей из тяжелых компонентов - вытекающего потока на промывку водой и затем рециркуляцию потока обратно, так чтобы уменьшить потерю экстрагирующего вещества, экстрагирующее вещество является N-октаном и отношение экстрагирующего вещества к 1,2-бутиленоксиду составляет 6:1 в поступающем потоке, содержащем 1,2-бутиленоксид и экстрагирующее вещество, на основе масс. %, ребойлер А разделительной колонны является ребойлером с принудительной циркуляцией.

Поток 1,2-бутиленоксида в верхней части разделительной колонны имеет чистоту 99,95%, степень извлечения 97,58%, экстрагирующее вещество в зоне куба разделительной колонны имеет чистоту 99,0% и степень потери экстрагирующего вещества составляет 1,72%.

По сравнению с примером 1 потребление энергии при разделении для очистки 1,2-бутиленоксида на тонну в сравнительном примере 5 повышается на 6,8%.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа получения эпоксиалкана и к вариантам системы получения эпоксиалкана. Один из вариантов способа включает следующие стадии: 1) перегонка потока, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, в разделительной колонне с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верха колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны; 2) разделение потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, полученного из куба колонны, на по меньшей мере три потока, где первый поток нагревают с помощью котла куба колонны и возвращают в разделительную колонну из куба колонны, второй поток используют в качестве циркулирующего экстрагирующего вещества, третий поток подают в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения очистки для удаления тяжелого компонента в жидкой фазе, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, и получение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и 3) возвращение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, в разделительную колонну. Система по одному из вариантов содержит: 1) разделительную колонну, в которой куб колонны имеет выход, приспособленный для вывода потока куба колонны из разделительной колонны; 2) котел куба колонны, который расположен в нижней части разделительной колонны для кипячения части материалов ребойлера куба разделительной колонны и возвращения вскипяченного материала ребойлера куба в разделительную колонну, и 3) аппарат для очистки экстрагирующего вещества, который расположен ниже положения подачи разделительной колонны для очистки части материала куба разделительной колонны для удаления тяжелых компонентов, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, получения обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и возвращения легкого компонента в разделительную колонну. Предлагаемое изобретение позволяет получить эпоксиалкан с высоким выходом при небольшой потере экстрагирующего вещества и низком потреблении энергии. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 2 ил., 17 пр.

1. Способ получения эпоксиалкана, включающий следующие стадии:

1) перегонка потока, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, в разделительной колонне с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верха колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

2) разделение потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, полученного из куба колонны, на по меньшей мере три потока, где первый поток нагревают с помощью котла куба колонны и возвращают в разделительную колонну из куба колонны, второй поток используют в качестве циркулирующего экстрагирующего вещества, третий поток подают в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения очистки для удаления тяжелого компонента в жидкой фазе, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, и получение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом,

3) возвращение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, в разделительную колонну.

2. Способ по п. 1, в котором третий поток составляет от 2 до 20 масс. % от общего количества потока, который получают из куба разделительной колонны, и он в основном состоит из экстрагирующего вещества.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором содержание эпоксиалкана в потоке, который получают из верхней части колонны и который в основном состоит из эпоксиалкана, составляет не менее 99,95 масс. % и содержание экстрагирующего вещества составляет не более 0,05 масс. %, содержание экстрагирующего вещества в потоке, который получают из куба колонны и который в основном состоит из экстрагирующего вещества, составляет не менее 99 масс. % и содержание эпоксиалкана составляет не более 1 масс. %.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором аппарат для очистки экстрагирующего вещества является дистилляционной колонной или ребойлером.

5. Способ по п. 4, в котором аппарат для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером, предпочтительно ребойлер является ребойлером котлового типа и более предпочтительно ребойлер расположен ниже точки подачи разделительной колонны.

6. Способ по п. 5, в котором отношение площади теплопереноса котла куба колонны к площади теплопереноса аппарата для очистки экстрагирующего вещества разделительной колонны находится в интервале (2-5):1.

7. Способ по п. 5 или 6, в котором разность температур первого потока, поступающего в котел куба колонны, и третьего потока, поступающего в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, составляет ≤5°С, предпочтительно ≤3°С.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны находится в интервале 60-130°С, температура в верхней части колонны составляет 30-80°С, давление составляет 0,04-0,40 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне находится в интервале от 15 до 80.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором отношение экстрагирующего вещества к эпоксиалкану в потоке, содержащем эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, составляет (2-15):1, более предпочтительно (3-10):1 и более предпочтительно (5-7):1 на основе мол. %.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором котел куба колонны является одним из группы, состоящей из термосифонного ребойлера, ребойлера котлового типа и ребойлера с принудительной циркуляцией.

11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором эпоксиалкан представляет собой пропиленоксид, бутиленоксид или изомеры бутиленоксида, предпочтительно эпоксиалкан представляет собой бутиленоксид, более предпочтительно эпоксиалкан является 1,2-бутиленоксидом.

12. Способ получения эпоксиалкана, включающий:

1) направление потока сырого продукта, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, в колонну экстрактивной ректификации для выполнения экстрактивной перегонки с получением потока, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, из куба колонны,

2) подвергание потока, содержащего эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, ректификации в разделительной колонне с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верхней части колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

3) разделение потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны на по меньшей мере три потока, где первый поток нагревают с помощью котла куба колонны и возвращают в разделительную колонну из куба колонны, второй поток используют в качестве циркулирующего экстрагирующего вещества, третий поток подают в аппарат для очистки экстрагирующего вещества для выполнения очистки для удаления тяжелого компонента в жидкой фазе, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, и получение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом,

4) возвращение обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, в разделительную колонну.

13. Способ по п. 12, в котором третий поток составляет от 2 до 20 масс. % от общего количества потока, который получают из куба разделительной колонны, и он в основном состоит из экстрагирующего вещества.

14. Способ по п. 12 или 13, в котором содержание эпоксиалкана в потоке, который получают из верхней части колонны и который в основном состоит из эпоксиалкана, составляет не менее 99,95 масс. % и содержание экстрагирующего вещества составляет не более 0,05 масс. %, содержание экстрагирующего вещества в потоке, который получают из куба колонны и который в основном состоит из экстрагирующего вещества, составляет не менее 99 масс. % и содержание эпоксиалкана составляет не более 1 масс. %.

15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором аппарат для очистки экстрагирующего вещества является дистилляционной колонной или ребойлером.

16. Способ по п. 15, в котором аппарат для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером, предпочтительно ребойлер является ребойлером котлового типа и более предпочтительно ребойлер расположен в средней части или на дне разделительной колонны.

17. Способ по п. 16, в котором отношение площади теплопереноса котла куба колонны к площади теплопереноса аппарата для очистки экстрагирующего вещества разделительной колонны находится в интервале (2-5):1.

18. Способ по любому из пп. 12-17, в котором разность температур первого потока, поступающего в котел куба колонны, и третьего потока, поступающего в аппарат для очистки экстрагирующего вещества, составляет ≤5°С, предпочтительно ≤3°С.

19. Способ по любому из пп. 12-18, в котором рабочие условия разделительной колонны включают: температура паровой фазы в верхней части колонны находится в интервале 60-130°С, температура в верхней части колонны составляет 30-80°С, давление составляет 0,04-0,40 МПа изб. и число теоретических тарелок в разделительной колонне находится в интервале от 15 до 80.

20. Способ по любому из пп. 12-19, в котором отношение экстрагирующего вещества к эпоксиалкану в потоке, содержащем эпоксиалкан и экстрагирующее вещество, составляет (2-15):1, более предпочтительно (3-10):1 и более предпочтительно (5-7):1 на основе мол. %.

21. Способ по любому из пп. 12-20, в котором котел куба колонны является одним из группы, состоящей из термосифонного ребойлера, ребойлера котлового типа и ребойлера с принудительной циркуляцией.

22. Способ по любому из пп. 12-21, в котором эпоксиалкан представляет собой пропиленоксид, бутиленоксид или изомеры бутиленоксида, предпочтительно эпоксиалкан представляет собой бутиленоксид, более предпочтительно эпоксиалкан является 1,2-бутиленоксидом.

23. Система получения эпоксиалкана, содержащая:

1) разделительную колонну, в которой куб колонны имеет выход, приспособленный для вывода потока куба колонны из разделительной колонны,

2) котел куба колонны, который расположен в нижней части разделительной колонны для кипячения части материалов ребойлера куба разделительной колонны и возвращения вскипяченного материала ребойлера куба в разделительную колонну,

3) аппарат для очистки экстрагирующего вещества, который расположен ниже положения подачи разделительной колонны для очистки части материала куба разделительной колонны для удаления тяжелых компонентов, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, получения обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и возвращения легкого компонента в разделительную колонну.

24. Система по п. 23, в которой аппарат для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером, предпочтительно ребойлером котлового типа.

25. Система по п. 24, в которой отношение площади теплопереноса котла куба колонны к площади теплопереноса аппарата для очистки экстрагирующего вещества разделительной колонны находится в интервале (2-5):1.

26. Система по п. 24 или 25, в которой число теоретических тарелок в разделительной колонне находится в интервале от 15 до 80, по направлению течения потока положение подачи аппарата для очистки экстрагирующего вещества расположено в пределах от нулевой до 6-й тарелки со дна, предпочтительно от нулевой до 4-й тарелки со дна.

27. Система по п. 26, в которой положение подачи аппарата для очистки экстрагирующего вещества выше положения подачи ребойлера колонны от нуля до 4 тарелок.

28. Система по любому из пп. 23-27, в которой аппарат для очистки экстрагирующего вещества находится в связи с разделительной колонной посредством трубопровода.

29. Система получения эпоксиалкана, содержащая:

1) колонну экстрактивной ректификации для выполнения экстрактивной перегонки потока сырого продукта, содержащего эпоксиалкан,

2) разделительную колонну для разделения потока куба колонны из колонны экстрактивной ректификации с получением потока, в основном содержащего эпоксиалкан, из верхней части колонны и с получением потока, в основном содержащего экстрагирующее вещество, из куба колонны,

3) котел куба колонны, который расположен в нижней части разделительной колонны для кипячения части материалов куба разделительной колонны и возвращения вскипяченного материала куба колоны в разделительную колонну,

4) аппарат для очистки экстрагирующего вещества, который расположен ниже положения подачи разделительной колонны для получения и очистки части материала куба разделительной колонны для удаления тяжелых компонентов, чья температура кипения выше температуры кипения экстрагирующего вещества, получения обработанной паровой фазы или смеси пара и жидкости в качестве легкого компонента, который в основном является экстрагирующим веществом, и возвращения легкого компонента в разделительную колонну.

30. Система по п. 29, в которой аппарат для очистки экстрагирующего вещества является ребойлером, предпочтительно ребойлером котлового типа.

31. Система по п. 30, в которой отношение площади теплопереноса котла куба колонны к площади теплопереноса аппарата для очистки экстрагирующего вещества разделительной колонны находится в интервале (2-5):1.

32. Система по п. 30 или 31, в которой число теоретических тарелок в разделительной колонне находится в интервале от 15 до 80, по направлению течения потока положение подачи аппарата для очистки экстрагирующего вещества расположено в пределах от нулевой до 6-й тарелки со дна, предпочтительно от нулевой до 4-й тарелки со дна.

33. Система по п. 32, в которой положение подачи аппарата для очистки экстрагирующего вещества выше положения подачи ребойлера колонны от нуля до 4 тарелок.

34. Система по любому из пп. 29-33, в которой аппарат для очистки экстрагирующего вещества находится в связи с разделительной колонной посредством трубопровода.