通过蒸馏纯化用于环氧丙烷无副产物合成中的甲醇溶剂、同时分离甲基丙醇和高沸物的连续制造技术

一种连续操作方法，其用于通过蒸馏纯化在通过氢过氧化物与丙烯反应进行的环氧丙烷合成中用作溶剂的甲醇，同时分离甲氧基丙醇，其中在分隔壁塔中将合成中所得的溶剂混合物分离成包含甲醇的低沸馏分、包含作为与水的恒沸物的甲氧基丙醇的中沸馏分、以及包含水和丙二醇的高沸馏分。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续操作的方法，其用于使用分隔壁塔通过蒸馏纯化在通过氢过氧化物与丙烯的反应进行的环氧丙烷合成中用作溶剂的甲醇，同时分离甲氧基丙醇和高沸物。合成中所得的溶剂混合物被分离成包含甲醇的低沸馏分、包含作为与水的恒沸物的甲氧基丙醇的中沸馏分、以及包含水的高沸馏分。在具体实施方式中，分隔壁塔也可以是两个热耦合的塔的形式。在现有技术的常规方法中，环氧丙烷可以通过丙烯与氢过氧化物的反应一步或多步制备。例如，WO00/07965中所述的用于该反应的多步法至少包含步骤(i)至(iii)(i)使氢过氧化物与丙烯反应生成包含环氧丙烷和未反应的氢过氧化物的产物混合物，(ii)从得自步骤(i)的混合物中分离未反应的氢过氧化物，(iii)使在步骤(ii)中分离出的氢过氧化物与丙烯反应。因此，至少在两个步骤(i)和(iii)中发生丙烯与氢过氧化物的反应，将步骤(ii)中分离出的氢过氧化物再次用于反应中。步骤(i)和(iii)的反应优选在两个独立的、优选构造为固定床反应器的反应器中进行。在基本恒温的反应条件下进行步骤(i)并在绝热反应条件下进行步骤(iii)是有利的。多相催化该反应同样是有利的。此反应流程优选在溶剂中进行并且所用的氢过氧化物优选是过氧化氢。特别优选的溶剂是甲醇。本文中，过氧化氢的转化率在步骤(i)中约为85％至90％，在步骤(iii)中是约95％(基于步骤(ii))。就两个步骤来说，在约94-95％的环氧丙烷选择性下可以获得约99％的过氧化氢总转化率。由于反应的高选择性，也将该方法称为环氧丙烷的无副产物合成。必须从包含作为溶剂的甲醇、水、作为氢过氧化物的过氧化氢和副产物的混合物中将环氧丙烷分离出来。副产物例如是由环氧丙烷与甲醇反应生成的甲氧基丙醇，即1-甲氧基-2-丙醇和2-甲氧基-1-丙醇。丙二醇、过氧羟基丙醇、乙醛和甲酸甲酯也存在于该混合物中。甲氧基丙醇例如可在表面涂层系统中用作溶剂。在后处理中，在包含甲氧基丙醇及甲醇、水和丙二醇的物流中得到甲氧基丙醇。为回收这些有价值的物质而进行的分离方法迄今已普遍地在带侧流出口的蒸馏塔或在串联连接的蒸馏塔中实施。由于这种方法对能量的需求增加并且需要复杂的设备，因此是昂贵的。本专利技术的一个目的是对通过蒸馏进行的甲醇的纯化进行优化(甲醇在通过氢过氧化物与丙烯的反应进行的优选的无副产物环氧丙烷合成中用作溶剂)，从而同时回收甲氧基丙醇并降低若非如此的通常的能量需求。应当以能使其重复用于上述的环氧丙烷合成中的质量获得溶剂。我们已经发现此目的可以通过在分隔壁塔中通过蒸馏进行的用于甲醇和甲氧基丙醇纯化的连续操作方法来实现，其中甲醇在优选的通过氢过氧化物与丙烯的反应进行的环氧丙烷无副产物合成中用作溶剂，甲氧基丙醇在优选的通过氢过氧化物与丙烯的反应进行的环氧丙烷无副产物合成中生成。因此，本专利技术提供一种连续操作方法，该方法用于通过蒸馏纯化在氢过氧化物与丙烯反应的环氧丙烷合成中作为溶剂的甲醇，同时分离甲氧基丙醇，其中将得自合成的溶剂混合物在分隔壁塔中分离成包含甲醇的低沸馏分、包含作为与水的恒沸物的甲氧基丙醇的中沸馏分以及包含水和丙二醇的高沸馏分。根据本专利技术，甲醇经塔顶蒸出，甲氧基丙醇作为与水的共沸物经侧流出口取出，高沸物在分隔壁塔的底部取出。本专利技术的方法使甲醇能够以对其再次利用(例如再次用于环氧丙烷合成)的足够纯的形式得到。甲氧基丙醇作为与水的共沸物也以良好的纯度获得。与现有技术中所公开的方法相比，本专利技术的新方法使得与设备和能量消耗相关的费用得以降低。此外，与常规塔或常规塔的组合相比，分隔壁塔具有特别低的能量消耗，因此在能量需求方面提供了益处。这对于工业应用极为有利。具有侧流出口和分隔壁的蒸馏塔是已知的，以下也称为分隔壁塔。它们代表仅有侧流出口而无分隔壁的蒸馏塔的进一步发展。然而，后提到的常规类型的塔的用途是受限制的，因为在侧流出口分出的产物永远不完全纯净。在产物从塔的富集段中的侧流出口中分出、通常是以液体形式分出的情形下，侧线产物仍然包含部分本应经塔顶分离的低沸组分。在产物从塔的气提段中的侧流出口中分出、通常是以气态形式分出的情形下，侧线产物仍然包含部分高沸物。由此常规侧流出口塔仅限于用于允许侧线产物不纯的情形中。然而，当分隔壁安装在这种塔中时，能够提高分离作用。这种构造使以纯物质形式分出侧线产物变得可能。分隔壁安装在中间区域，在进料点和侧流出口之上和之下。分隔壁可以通过焊接固定在位置上或仅仅是推入位置中。它将排出部分与流入部分隔开，并防止液流和气流在该塔的此部分内的整个塔横截面上的交叉混合。这减少了分馏其组分具有类似沸点的多组分混合物所需的蒸馏塔的总数。例如已将这种类型的塔用于分离组分甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的初始混合物(US2,471,134)；用于分离苯、甲苯和二甲苯的混合物(US4,230,533)以及用于分离正己烷、正庚烷和正辛烷的混合物(EP0122367)。分隔壁塔也可成功地用于分离恒沸混合物(EP0133510)。最后，可在其中同时进行化学反应和产物蒸馏的分隔壁塔也是已知的。可以提到的反应例子是酯化作用、酯交换作用、皂化作用以及缩醛化作用(EP0126288)。附图说明图1示意性地表示在环氧丙烷的合成中用作溶剂的甲醇的在带侧流出口的分隔壁柱中的通过蒸馏的分离，同时分离甲氧基丙醇和高沸物。此处，将得自环氧丙烷合成的溶剂混合物作为进料Z引入分隔塔内。在塔中，该混合物被分离成包含甲醇的低沸馏分L、包含作为与水的共沸物的甲氧基丙醇的中沸馏分M，以及包含水的高沸馏分S。低沸馏分L在塔顶取出并用冷凝器K冷凝，作为与水的共沸物的甲氧基丙醇以液态形式或气态形式在用于分离中沸物M的侧流出口取出。为了在侧流出口取出产物，可以使用液体或冷凝蒸气可在其中收集并且可位于塔外或塔内的接收器。高沸馏分S在塔底分出。经气化器V引入能量。用优选具有15-60块、更优选20-35块理论板的分隔壁塔实施本专利技术的方法。采用这种构造能够特别有利地实施本专利技术的方法。因此，在本专利技术方法的一个优选实施方式中，分隔壁塔具有15-60块理论板。分隔壁塔的流入和排出部分的上部结合区1优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数；流入部分的富集段2优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数；流入部分的气提段4优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数；排出部分的气提段3优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数；排出部分富集段5优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数；塔的流入和排出部分的下部公共区6优选具有5-50％、更优选15-30％的塔理论板总数。分隔壁7防止液体和蒸气流的混合。优选流入部分的区域2和4内理论板数之和为排出部分的区域3和5内理论板数之和的80-110％、更优选90-100％。进料口和侧流出口在塔中以相对于理论板的位置不同的高度排布同样有利。优选进料口位于侧流出口之上或之下1-8、优选3-5块理论板的位置。优选将用在本专利技术方法中的分隔壁塔构造为包含随机填料或规整填料的填料塔或构造为板式塔。例如可以使用比表面积为100-1000m2/m3、优选约250-750m2/m3的金属片或筛网填料。这种填料提供与每块理论板的低压降相结合的高分离效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续操作方法，其用于通过蒸馏纯化在通过氢过氧化物与丙烯反应进行的环氧丙烷合成中用作溶剂的甲醇，同时分离甲氧基丙醇，其中在分隔壁塔中将合成中所得的溶剂混合物分离成包含甲醇的低沸馏分、包含作为与水的恒沸物的甲氧基丙醇的中沸馏分、以及包含水和丙二醇的高沸馏分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P巴斯勒，HG格奥贝尔，JH特莱斯，P鲁道夫，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]