关键词：
环氧丙烷
钛硅分子筛
萃取精馏
流程模拟
摘要：
环氧丙烷（PO）是重要的化工原料,是丙烯的第三大衍生物。钛硅分子筛和双氧水组成的催化氧化体系制环氧丙烷的工艺,克服了传统工艺的反应条件剧烈、污染严重、分离困难等缺点,具有环境友好、反应条件温和、产品选择性高的特点,是环境友好的工艺路线。在发展清洁生产、实现可持续发展为目标的大背景下,这种环境友好工艺的工业化势在必行。本文采用实验室自制的钛硅分子筛催化剂来催化丙烯环氧化反应,详细地考察了不同反应操作条件对丙烯环氧化间歇反应结果的影响,从而得到了最优的工业化小试工艺条件,最优条件为:采用0.1g催化剂,30 wt.%双氧水2.0 g,甲醇42 mL+1,2-二氯乙烷10 mL,反应压力0.6 MPa,反应温度40℃,反应时间60min。在此条件下进行反应时,双氧水的转化率为99.8%、环氧丙烷的选择性也可达到99%以上。本文用Aspen plus模拟软件对体系进行了模拟分离。本文的分离工艺分为丙烯工段,原料的粗分离工段,环氧丙烷工段,甲醇脱水工段。单位产品的热量消耗为1.97×104 k W/t,环氧丙烷产品纯度＞0.9999。丙烯分离塔理论塔板数10块,第5块塔板进料,操作回流比为10,塔顶采出的丙烯质量分数＞0.999。粗分离塔理论塔板数为36块,第18块塔板进料,操作回流比为30。甲醇脱水塔的理论塔板数为30块,混合物进料位置为第15块塔板,操作回流比为1.5。萃取精馏塔的理论塔板数为30块,在第20块塔板进料,萃取剂从第4块塔板进入,操作回流比为0.3,最优溶剂比为0.43,塔顶采出的轻组分环氧丙烷的纯度＞0.9999。萃取剂回收塔的塔板数为30块,在第15块塔板进料,操作回流比为10,塔釜采出纯度大于0.9999的萃取剂1,2-丙二醇。
