[发明专利]制备环氧丙烯和烷基叔丁基醚的集成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造环氧丙烯与烷基叔丁基醚的集成方法，其高效使用进料材料和工艺设备，同时允许环氧丙烯对烷基叔丁基醚产物的比在宽范围内变化。

背景技术

环氧丙烯和甲基叔丁基醚(MTBE)的偶合制备由现有技术可知，使用所谓的Halcon方法，其中用空气将异丁烷氧化成叔丁基氢过氧化物，叔丁基氢过氧物然后在钼酸盐催化剂存在下与丙烯反应以产生环氧丙烯和叔丁醇。叔丁醇进一步与甲醇反应以产生MTBE。然而，这种偶合制造中两种产物以基本上固定比例得到，在这两种产物的市场需求不符合该产物比时具有缺点。因为近年来对于环氧丙烯的需求比对于MTBE的需求增长更快，已经开发由丙烯和过氧化氢制备环氧丙烯的HPPO方法作为用于制造环氧丙烯的独立方法。已在US 5,599,956和WO2004/020423中提出HPPO方法与丙烷的脱氢的集成，其中使用在丙烷的脱氢中所得的氢作为制备用于HPPO方法的过氧化氢的进料。

由N.V.Vernikovskaya et al.,Chem.Eng.J.167-177(2011)158-164可知异丁烷和丙烷的混合物的脱氢，在流化床中使用氧化铝负载的氧化铬催化剂并提供异丁烯和丙烯二者。

发明内容

本发明的发明人发现一种集成以过氧化氢为基础的环氧丙烯的制造与MTBE制造的方式，该方式可以使用丙烷和丁烷的混合物(已知为液化石油气(LPG))作为原料且在产物环氧丙烯与MTBE的生产比方面具有灵活性。

因此，本发明的主题是一种制备环氧丙烯和烷基叔丁基醚的集成方法，其包括下列步骤：

a)将包含丙烷和异丁烷的进料流S1脱氢以提供包含丙烯、异丁烯和氢气的流S2的步骤；

b)将流S2分离成基本上由氢气构成的流S3和包含丙烯和异丁烯的流S4的分离步骤；

c)将流S4分离成包含丙烯的流S5和包含异丁烯的流S6的分离步骤；

d)在环氧化催化剂存在下使流S5的一部分或全部与过氧化氢反应以提供包含环氧丙烯的流S7的步骤；

e)由流S7分离出环氧丙烯的分离步骤；

f)在固态酸催化剂存在下使流S6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S8的步骤；及

g)由流S8分离出烷基叔丁基醚的分离步骤。

附图说明

图1显示所述集成方法的实施方案的流程图，其中步骤a)的进料流包含正丁烷，且得到基本上由1-丁烯构成的流作为另外的产物。

图2显示所述集成方法的实施方案的流程图，其另外包括分离丙烷和正丁烷的步骤、将分离的正丁烷异构化成异丁烷的步骤，且组合得到的异丁烷与经分离的丙烷以提供进料流至步骤a)。

发明详述

在本发明的集成方法的步骤a)中，使包含丙烷和异丁烷的进料流S1脱氢以提供包含丙烯、异丁烯和氢气的流S2。

进料流S1可以是液化石油气或催化裂解方法的低沸点产物。进料流中丙烷对丁烷的比可根据产物环氧丙烯和MTBE的所需要的生产比的需要，通过蒸馏分离丙烷的一部分和丁烷的一部分而调节。

优选地，进料流S1通过下列另外的步骤提供：将包含丙烷和正丁烷的进料流分离成包含丙烷的流和包含正丁烷的流，将正丁烷异构化成异丁烷，且组合异丁烷与包含丙烷的流的一部分或全部以产生进料流S1。

包含丙烷和正丁烷的进料流可通过使用已知方法(诸如分馏)被分离成包含丙烷的流和包含正丁烷的流。

将正丁烷异构化成异丁烷的适合方法由现有技术已知且可取得许可，诸如UOP的Butamer^TM方法。在Butamer^TM方法中，异构化优选是在180至220℃的温度及15至30巴的压力下，通过使含有摩尔比为0.5至2的丁烷和氢气的气流与负载在氧化铝上且用氯化物活化的铂催化剂接触而进行。该反应通过使气流通过催化剂固定床上方而进行。优选将氯化的有机化合物添加至气流以维持催化剂的氯化物活化。

优选将由异构化反应所得到的产物流分离成正丁烷和异丁烷部分。通过蒸馏可以将产物流分离成正丁烷和异丁烷部分。使正丁烷的一部分或全部再循环至异构化反应且将异丁烷部分或异丁烷部分和未循环的正丁烷部分的混合物与包含丙烷的流的一部分或全部组合以产生进料流S1。根据需要，调节正丁烷和异丁烷的蒸馏分离的分离效率或改变循环至异构化的正丁烷部分对随流S1送至步骤a)的正丁烷部分的比，允许调节进料流S1中异丁烷对正丁烷的比。