[发明专利]一种安全合成环氧丙烷联产己二酸的方法

说明书

本发明属于有机化工技术领域，涉及一种安全合成环氧丙烷联产己二酸的方法。本发明提供一种安全合成环氧丙烷联产己二酸的方法，使用加压精馏装置回收丙烯，同时利用过氧化氢分解的氧气氧化环己酮制备己二酸，除去气相中的氧气，不仅实现了联产高附加值的己二酸，而且保证了工艺的本质安全，同时回收套用尾气中的丙烯和氮气，实现了资源的回收利用。本发明具有原子利用率高、工艺本质安全、资源合理化利用、VOC排放量少等优点。

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，涉及一种安全合成环氧丙烷联产己二酸的方法，更具体地，涉及一种过氧化氢直接氧化法制备环氧丙烷，利用环氧化反应中过氧化氢分解产生的氧气氧化环己酮，不仅制备得到高附加值的己二酸，而且可以有效除去体系中的氧气，保证了工艺的本质安全，同时回收套用尾气中的丙烯和氮气，实现资源的回收利用，其中环氧丙烷合成：收率90％以上，加压精馏丙烯回收率99％以上；己二酸合成：氧气转化率99.5％以上，选择性80％以上，最终尾气全部压缩返回环氧丙烷合成，实现丙烯的完全回收。本发明具有原子利用率高、工艺本质安全、资源合理化利用、VOC排放量少等优点。

背景技术

环氧丙烷(propylene oxide)和己二酸(adipic acid)都是重要的基础有机化工原料，环氧丙烷是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯的第二大有机化工产品，主要用于生产聚醚、丙二醇、异丙醇胺等化工产品，而己二酸是生产尼龙66和聚氨酯的重要原料，同时还可用作增塑剂、润滑剂和食品添加剂等。

目前，生产环氧丙烷的方法主要有氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法。氯醇法对设备腐蚀严重，三废排放量大，根据《产业结构调整指导目录(2011 年本)》规定，氯醇法装置被列入限制类项目，原则上已不再批准新建。共氧化法联产物多，工艺复杂，需要兼顾原料来源和联产物市场，制约因素较多。而过氧化氢直接氧化丙烯制备环氧丙烷具有原子利用率高、环境友好的优点，符合绿色化学的发展要求，是生产环氧丙烷最具有发展前景的方法。

但过氧化氢直接氧化法反应过程中存在副反应过氧化氢分解产生氧气，与丙烯、氮气等气体组成混合气体，随着反应中氧气含量上升，会严重威胁反应体系的本质安全，专利CN201610008220.8中指出，直接氧化法气相中的丙烯、氧气等直接混合，容易发生闪爆事故，工艺本质安全度不足。同时气相中含有丙烯等有机物质，若采用直接排放或燃烧排放的方法将产生严重污染，并且造成资源浪费，降低了工艺的经济效益，因此过氧化氢直接氧化法气相中的丙烯回收和氧气的处理会直接影响工艺的安全性和经济性。

专利CN201610008220.8公开了一种过氧化氢直接氧化制备环氧丙烷尾气的处理装置及工艺，该方法采用吸收剂吸收尾气中的丙烯，采用Pt、Pd、Ru等贵金属催化氧化除去氧气，但是该方法存在催化剂易失活，氧气脱除不完全的缺点。

文献(姜杰.环氧丙烷生产装置丙烯分离工艺安全性[J].安全与环境学报, 2014,14(6)：28-31.)报道了“丙烯-氧气-氮气”三元体系的爆炸极限，并指出采用闪蒸的方案无法满足气相燃爆安全控制要求，工艺本质安全性不足。

专利CN201210389707.7公开了一种过氧化氢直接氧化丙烯制备环氧丙烷的工艺，该工艺采用加压精馏塔分离丙烯和不凝气体，丙烯从加压精馏塔底部流出，而含有少量有机物的不凝气体经气相吸收装置后直接排入大气中，大量排放VOC，容易造成环境污染。

专利CN201410578425.0公开了一种环己酮合成己二酸的方法，该方法采用过渡金属改性的钛硅分子筛为催化剂，在0.1～2.0MPa，40～180℃条件下催化氧气氧化环己酮制备己二酸，但是该方法需要偶氮类和过氧化物类物质作为引发剂，工艺安全性不足。

专利CN2003118249.6公开了一种空气氧化环己酮制备己二酸的方法，该方法在卟啉铁或卟啉锰的催化下，由环己酮空气氧化制备己二酸，该工艺催化剂制备较为复杂，且容易被氧化失活，催化剂成本高，同时存在己二酸的收率低等缺点。