用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法技术

用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法，包括将包含异丁烷的进料流脱氢以提供包含异丁烯和氢的流，将该流分离成基本上由氢组成的流和包含异丁烯的流；在固体酸催化剂的存在下使包含异丁烯的流的一部分或全部与烷醇反应，以提供烷基叔丁基醚；使基本上由氢组成的流的一部分或全部与氧反应，以提供包含过氧化氢的流；以及在环氧化催化剂的存在下使包含过氧化氢的流的一部分或全部与丙烯反应，以提供氧化丙烯。

An integrated method for the preparation of propylene oxide and alkyl tert butyl ether

Integration method for preparation of propylene oxide and alkyl tert butyl ether, includes isobutane dehydrogenation to provide a feed stream comprising isobutylene and hydrogen flow, the flow is separated into basically made of hydrogen flow and containing isobutene flow; packet flows containing isobutene and an all or part of a reaction of alcohol on solid acid catalyst to provide the presence of alkyl tert butyl ether; the basically made of hydrogen flow all or part of a reaction with oxygen, comprising hydrogen peroxide to provide flow; and the flow of hydrogen peroxide containing all or part of a reaction with propylene epoxidation in the presence of a catalyst to with propylene oxide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法
本专利技术涉及用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法，所述整合方法有效地利用了进料材料，并且同时允许氧化丙烯与烷基叔丁基醚产物的比率在宽范围内变化。
技术介绍
氧化丙烯和甲基叔丁基醚(MTBE)的联合生产从现有技术已知使用所谓的Halcon工艺，其中异丁烷被空气氧化成叔丁基过氧化氢，其然后在钼酸盐催化剂存在下与丙烯反应，得到氧化丙烯和叔丁醇。叔丁醇进一步与甲醇反应得到MTBE。然而，在以基本固定的比率获得两种产品的情况下，当对于这两种产品的市场需求不匹配该产品比率时，这种联合生产就具有了缺点。由于近年来对氧化丙烯的需求增长速度快于对MTBE的需求，因此，用于由丙烯和过氧化氢制备氧化丙烯的HPPO工艺已开发为用于制备氧化丙烯的独立工艺。然而，通过HPPO工艺进行的用于MTBE和氧化丙烯的单独生产线比通过Halcon工艺进行的氧化丙烯和MTBE的联合生产需要更多的原材料。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人现已发现整合氧化丙烯的基于过氧化氢的制造与MTBE的生产的方式，这降低了类似于Halcon工艺的原材料消耗，但同时在两种产品的生产比率方面保持了灵活性。因此，本专利技术的主题是用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法，其包括以下步骤：a)将包含异丁烷的进料流S1脱氢的步骤，提供包含异丁烯和氢的流S2；b)将流S2分离成基本上由氢组成的流S3和包含异丁烯的流S4的分离步骤；c)在固体酸催化剂存在下使流S4的一部分或全部与烷醇反应的步骤，提供包含烷基叔丁基醚的流S5；d)从流S5分离烷基叔丁基醚的分离步骤；e)使S3的一部分或全部与氧反应的步骤，提供包含过氧化氢的流S6；f)在环氧化催化剂存在下使流S6的一部分或全部与丙烯反应的步骤，提供包含氧化丙烯的流S7；和g)从流S7分离氧化丙烯的分离步骤。附图说明图1所示为所述整合方法的实施方案的流程图，其中通向步骤a)的进料流额外包含正丁烷，并且获得基本上由1‐丁烯组成的流作为额外产物。图2所示为所述整合方法的实施方案的流程图，其另外包括将正丁烷异构化为异丁烷以提供通向步骤a)的进料流的步骤。具体实施方式在本专利技术的整合方法的步骤a)中，将包含异丁烷的进料流S1脱氢，以提供包含异丁烯和氢的流S2。进料流S1可以是通过蒸馏从液化石油气或从催化加氢裂解工艺的低沸点产物中分离的丁烷馏分或异丁烷馏分。优选地，通过将正丁烷异构化为异丁烷的额外步骤来提供进料流S1。用于将正丁烷异构化为异丁烷的适合方法从现有技术是已知的，并且可获得许可，如UOP的ButamerTM工艺。在ButamerTM工艺中，优选在180至220℃的温度和15至30巴的压力下，通过使含有摩尔比为0.5至2的丁烷和氢的气流与负载在氧化铝上并用氯化物活化的铂催化剂接触来进行异构化。通过使所述气流在催化剂固定床上通过来进行所述反应。优选将氯化有机化合物添加至所述气流中以维持催化剂的氯化物活化。优选将由异构化反应产生的产物流分离成正丁烷和异丁烷馏分，将一部分或全部正丁烷馏分再循环至异构化反应，并且将异丁烷馏分或异丁烷馏分和未经再循环的正丁烷馏分的混合物提供为流S1。可通过蒸馏将所述产物流分离成正丁烷和异丁烷馏分。调节蒸馏分离的分离效率或改变再循环至异构化的正丁烷馏分与随着流S1传送至步骤a)的正丁烷馏分的比率，使得能够根据需要调节进料流S1中异丁烷与正丁烷的比率。用于将包含异丁烷的流脱氢以提供包含异丁烯和氢的流的适合方法从现有技术是已知的，并且可获得许可，如CB&ILummus的CatofinTM工艺或UOP的OleflexTM工艺。可以在脱氢催化剂存在下，在500至700℃的温度和0.1至2.5巴的压力下进行异丁烷的脱氢。适合的脱氢催化剂是负载在氧化铝上且用碱金属活化的氧化铬(用于CatofinTM工艺中)以及负载在氧化铝上的用锡和碱金属促进的铂(用于OleflexTM工艺中)。CatofinTM工艺是利用几个并联操作的绝热固定床反应器进行，在吸热脱氢和用空气进行放热催化剂再生之间交替进行反应器操作。在CatofinTM工艺中，优选在580至660℃和0.1至0.6巴下进行脱氢。OleflexTM工艺采用有反应器之间的气体加热和外部催化剂再生的一系列绝热移动床反应器来操作。在OleflexTM工艺中，优选在550至650℃和1.0至2.5巴下进行脱氢。在本专利技术的整合方法的步骤b)中，将步骤a)中获得的流S2分离成基本上由氢组成的流S3和包含异丁烯的流S4。流S2优选被冷却并压缩以使烃冷凝，提供作为富氢气相的流S3。可优选通过变压吸附将气相进一步纯化。从现有技术已知通过变压吸附来纯化氢的方法。冷凝的烃可作为流S4传送至步骤c)。在优选的实施方案中，通过蒸馏纯化冷凝的烃，去除作为塔顶产物的具有少于4个碳原子的烃和作为塔底产物的具有多于4个碳原子的烃，以提供基本上由具有4个碳原子的烃组成的流S4。在本专利技术的整合方法的步骤c)中，在固体酸催化剂存在下，使步骤b)中获得的流S4的一部分或全部与烷醇反应，以提供包含烷基叔丁基醚的流S5。烷醇优选甲醇，以提供甲基叔丁基醚(MTBE)；或优选乙醇，以提供乙基叔丁基醚(ETBE)；并且最优选甲醇。固体酸催化剂优选酸性离子交换树脂，更优选具有磺酸基团的树脂。适合的离子交换树脂是磺化的酚/醛缩合物和芳族乙烯基化合物的共聚低聚物。用于制备共聚低聚物的芳族乙烯基化合物的实例是：苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基乙苯、甲基苯乙烯、乙烯基氯苯、乙烯基二甲苯和二乙烯基苯。优选地，酸性离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯基苯的磺化共聚物。所述树脂可以是凝胶树脂或大孔树脂。适合的离子交换树脂可以商品名C20和C26、15和35、IR120和200、50和SPC118SPC108、K2611、K2621和OC1501商购，优选15、35和K2621。离子交换树脂的孔隙体积优选0.3至0.9ml/g，尤其是0.5至0.9ml/g。树脂的粒径优选0.3mm至1.5mm，尤其是0.5mm至1.0mm。优选在固定床反应器中进行反应。当烷醇为甲醇时，最优选在两个阶段中进行反应，其中在第一阶段中使用液体填充的固定床反应器，并且在第二阶段中使用反应蒸馏塔。在第一阶段中，优选在20至110℃、更优选25至70℃的温度和0.5至5MPa、更优选0.7至2MPa的压力下使流S4与甲醇反应，并且所述温度和压力被选择为维持液体反应混合物。流S4中甲醇与异丁烯的摩尔比优选10:1至1:1，更优选5:1至1.1:1，且最优选1.8:1至1.2:1。第一阶段最优选利用两个或三个串联的固定床反应器进行，第一反应器在35至70℃下操作，第二反应器和任选的第三反应器在25至50℃下操作。第一阶段中的停留时间应选择为提供接近甲醇、异丁烯和MTBE之间的化学平衡的组成，优选实现超过94％、更优选超过96％的异丁烯转化率。管束反应器和绝热固定床反应器可用于第一阶段中。在第二阶段中，使第一阶段中形成的反应混合物在反应蒸馏塔中进一步反应，所述反应蒸馏塔包含布置在反应区中的酸性离子交换树脂，所述反应蒸馏塔在0.5至1.5MPa、优选0.75至1.0MPa的压力和反应区中50℃至90℃、优选55℃至70℃的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法，其包括：a)将包含异丁烷的进料流S1(1)脱氢的步骤(2)，提供包含异丁烯和氢的流S2(3)；b)将流S2(3)分离成基本上由氢组成的流S3(6)和包含异丁烯的流S4(5)的分离步骤(4)；c)在固体酸催化剂存在下使流S4(5)的一部分或全部与烷醇(15)反应的步骤(16)，提供包含烷基叔丁基醚的流S5(17)；d)从流S5(17)分离所述烷基叔丁基醚(20)的分离步骤(18)；e)使流S3(6)的一部分或全部与氧(7)反应的步骤(8)，提供包含过氧化氢的流S6(9)；f)在环氧化催化剂存在下使流S6(9)的一部分或全部与丙烯(10)反应的步骤(11)，提供包含氧化丙烯的流S7(12)；和g)从流S7(12)分离氧化丙烯(14)的分离步骤(13)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.14 EP 15151039.31.一种用于制备氧化丙烯和烷基叔丁基醚的整合方法，其包括：a)将包含异丁烷的进料流S1(1)脱氢的步骤(2)，提供包含异丁烯和氢的流S2(3)；b)将流S2(3)分离成基本上由氢组成的流S3(6)和包含异丁烯的流S4(5)的分离步骤(4)；c)在固体酸催化剂存在下使流S4(5)的一部分或全部与烷醇(15)反应的步骤(16)，提供包含烷基叔丁基醚的流S5(17)；d)从流S5(17)分离所述烷基叔丁基醚(20)的分离步骤(18)；e)使流S3(6)的一部分或全部与氧(7)反应的步骤(8)，提供包含过氧化氢的流S6(9)；f)在环氧化催化剂存在下使流S6(9)的一部分或全部与丙烯(10)反应的步骤(11)，提供包含氧化丙烯的流S7(12)；和g)从流S7(12)分离氧化丙烯(14)的分离步骤(13)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烷醇(15)是甲醇。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤d)中分离包含未...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·博尔茨，H·维德尔霍尔德，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，蒂森克虏伯工业解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE