一种降低异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗的方法技术

本发明专利技术公开了一种异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗降低的方法。异丙苯共氧化法生产环氧丙烷工艺中，二甲基苄醇氢解制备异丙苯时副产并异丙苯等重组分。本发明专利技术通过热裂解、催化加氢两步将该重组分转化为异丙苯循环再利用，显著提升异丙苯共氧化法生产环氧丙烷工艺的经济性、竞争力。竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种降低异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗的方法


[0001]本专利技术涉及一种异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗降低的方法，通过热裂解、催化加氢两步反应，将该工艺中二甲基苄醇氢解制备异丙苯过程副产的重组分并异丙苯转化为异丙苯再利用。

技术介绍

[0002]异丙苯在各种化学工业、聚合物工业等中作为一种重要的中间体材料使用。目前，生产的大部分枯烯(异丙基苯)用于苯酚、丙酮等的制备。环氧丙烷制备的传统方法存在设备腐蚀和环境污染问题，其它方法存在工艺流程长、工程投资大、副产物多、安全性差等缺点，目前以过氧化氢异丙苯的POCHP法是研究开发的重点，而在异丙苯共氧化法生产环氧丙烷(POCHP)中，异丙苯作为重要的中间氧载体，循环利用。
[0003]POCHP法生产PO的过程为：异丙苯经空气氧化后生成CHP，CHP与丙烯在环氧化催化剂的作用下生成PO和中间产物二甲基苄醇(DMBA)，DMBA经加氢反应后生成异丙苯，再循环利用。循环反应过程如下所示：
[0004][0005]在POCHP法制备环氧丙烷过程中，二甲基苄醇氢解反应过程中产生的重组分目前均作为重油废料处理，这极大的增加了异丙苯损失，导致工艺过程中异丙苯单耗高，装置整体运行成本高。
[0006]此外，在POCHP法二甲基苄醇氢解过程中，由于氢解催化剂末期反应转化率降低，残留大量的二甲基苄醇作为重组分外排，同时异丙苯精制过程中分离塔釜不可避免存在异丙苯残留损失。这些造成极大的资源浪费，都增加了异丙苯损失。
[0007]为解决上述问题，一般是通过提升POCHP工艺过程中氢解催化剂的选择性，解决异丙苯损失问题。专利CN110075857A开发的二甲基苄醇氢解催化剂转化率99.9％，选择性达到99.0％，但依然存在1％重组分生成，造成异丙苯损失。
[0008]针对二甲基苄醇氢解催化剂不稳定导致二甲基苄醇损失造成的异丙苯单耗增加的问题，专利CN104844493A提出将二甲基苄醇与CHP反应生成过氧化二异丙苯(DCP)，但受DCP外卖市场小，使得该工艺无法大规模扩建。
[0009]总之，涉及异丙苯中间反应过程中，不可避免会生成大量的重组分，这些重组分增加了异丙苯的损耗，使得装置整体经济效益降低。需要开发一种重组分资源化利用的工艺，能够降低异丙苯的单耗。

技术实现思路

[0010]研究发现，在POCHP法制备环氧丙烷过程中，二甲基苄醇氢解反应过程中产生的重组分含有大量的并异丙苯，并异丙苯在高温下热裂解可以生成α-甲基苯乙烯和异丙苯，因此如果能将并异丙苯回用，将非常有利于降低异丙苯单耗；所述并异丙苯的结构如下：
[0011][0012]本专利技术针对典型的POCHP装置产生的重组分，提出了对异丙苯重组分进行热裂解后催化加氢的工艺，以降低POCHP工艺的异丙苯单耗，提升技术经济性、竞争力。
[0013]本专利技术的第一个方面，提供一种新型加氢催化剂，用于异丙苯重组分热裂解后的催化加氢步骤，实现异丙苯的回收，从而降低异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯的单耗，提升该工艺的经济性、竞争力。
[0014]本专利技术所述的新型加氢催化剂为钯/泡沫炭催化剂，钯负载量为0.005％～3％，优选0.01％～2％，更优选0.03％～1.5％，最优选0.04％～0.8％，以泡沫炭负载钯催化剂的总质量为100wt％计。其制备方法如下：
[0015]取一定量制备好的泡沫炭成型后置于三口瓶中，加入少量蒸馏水进行分散。钯盐溶液在水浴40～50℃搅拌条件下加入三口瓶中进行吸附，吸附完毕后加入过量甲醛水浴60～70℃还原6～7小时，抽滤、洗涤后，在400～450℃氮气氛围下干燥4～5h制得泡沫炭负载Pd催化剂。
[0016]所述催化剂制备过程中，泡沫炭来源可以包括有机聚合物、中间相沥青以及煤和煤系物等，优选煤和煤系物为原料制备出的泡沫炭；
[0017]所述钯盐优选有机钯盐，更优选氯钯酸。
[0018]本专利技术的第二个方面，提供一种降低异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗的方法，通过异丙苯重组分物流热裂解、催化加氢回收异丙苯。
[0019]本专利技术所述的异丙苯重组分物流是指异丙苯共氧化法生产环氧丙烷工艺中，二甲基苄醇氢解制备异丙苯的反应液经过精馏脱重回收异丙苯后得到的重组分，正常工况下该部分重组分的量约为20kg/tPO，其一种典型组成如下表1所示：
[0020]表1异丙苯重组分物流典型组成
[0021][0022]还会含有少量的苯酚和正丙苯，其中并异丙苯为目标回收的重组分，主要来自于二甲基苄醇氢解反应过程副产，反应路径可能如下所示：
[0023][0024]本专利技术所述的异丙苯重组分物流热裂解后催化加氢回收异丙苯的工艺包括以下工艺步骤：
[0025](a)异丙苯重组分物流1，从裂解反应器上端进入，其中的并异丙苯等重组分发生快速裂解反应生成含有异丙苯、α-甲基苯乙烯(AMS)的物流3；
[0026](b)物流3经过冷却后得到物流4，物流4与循环氢物流8、新鲜氢物流9共同进入装填本专利技术钯/泡沫炭催化剂的加氢反应器，将物流4中的α-甲基苯乙烯、二甲基苄醇加氢生成异丙苯；
[0027](c)将(b)步骤加氢后主要含异丙苯、少量水、重油、未反应完全的氢气的物流5进入相分离罐，罐顶排气主要为氢气，在冷凝回流异丙苯等组分后，大部分作为循环氢物流7经压缩后形成循环氢物流8循环回加氢反应器，一部分作为含杂质的外排氢气物流6进行外排；罐底水包物流11为排出的废水；含异丙苯等的油相物流10进入分离塔(异丙苯回收塔)；
[0028](d)步骤(c)含有异丙苯的油相物流10进入分离塔后，从塔顶采出纯净异丙苯物流12，从塔顶采出的另一股循环物流13返回裂解反应器入口，用于稀释物流1中的重组分；分离塔釜排出的物流14主要为重油。
[0029]所述步骤(a)中，异丙苯重组分物流进入裂解反应器，为保证较高的转化率及减少裂解产物的聚合，其中，裂解反应器温度优选在200℃～400℃，更优选在250～350℃，最优选在300～350℃范围；压力为0.2～3MPaG，优选为0.5～2MPaG，更优选为1～1.5MPaG，较优的反应压力应当是在该压力条件下液相反应介质的沸点高于反应温度，确保反应介质尽可能在裂解反应器液相发生热裂解反应；体积空速为0.1～3h-1
，更优选为0.2～2h-1
，最优选为0.5～1.5h-1
，空速过低会导致设备投资成本过高，空速过高将导致并异丙苯等重组分裂解反应不完全，异丙苯回收率低。在该条件下，物流1中的二甲基苄醇、2-苯基-正丙醇也可能会有部分发生裂解。
[0030]步骤(b)中，将加氢反应温度控制在20～200℃，优选40～150℃，更优选60～100℃，反应温度过高将导致泡沫炭负载Pd的加氢催化剂因AMS聚合结焦失活，过低将导致所需催化剂量较多，加氢反应的压力为0.2～3MPaG，优选为0.5～2MPaG，更优选为1～1.5MpaG，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异丙苯共氧化法生产环氧丙烷过程异丙苯单耗降低的方法，其特征在于，所述方法包括将异丙苯共氧化法生产环氧丙烷工艺中产生的含有并异丙苯的异丙苯重组分物流进行热裂解、催化加氢回收异丙苯，优选地，所述异丙苯重组分物流中含有40-45wt％的异丙苯、20-22wt％的二甲基苄醇、8-10wt％的并异丙苯、23-25wt％的2-苯基-正丙醇。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，催化加氢过程使用的催化剂为钯/泡沫炭催化剂，钯负载量为0.005％～3％，优选0.01％～2％，更优选0.03％～1.5％，最优选0.04％～0.8％，以催化剂的总质量为100wt％计。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括：(a)异丙苯重组分物流1，从裂解反应器上端进入，其中至少并异丙苯发生快速裂解反应生成含有异丙苯、α-甲基苯乙烯的物流3；(b)物流3经过冷却后得到物流4，物流4与循环氢物流8、新鲜氢物流9共同进入装填钯/泡沫炭催化剂的加氢反应器，将物流4中的α-甲基苯乙烯、二甲基苄醇加氢生成异丙苯；(c)将(b)步骤加氢后主要含异丙苯、少量水、重油、未反应完全的氢气的物流5进入相分离罐，罐顶排气在冷凝后大部分作为循环氢物流7经压缩后形成循环氢物流8循环回加氢反应器，一部分作为含杂质的外排氢气物流6进行外排；罐底水包物流11为排出的废水；含异丙苯的油相物流10进入异丙苯回收塔；(d)含异丙苯的油相物流10进入异丙苯回收塔后，从塔顶采出纯净异丙苯物流12，从塔顶采出的另一股循环物流13返回裂解反应器入口，用于稀释物流1中的重组分；塔釜排出...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建初，虞根海，金贞顺，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：