1,2-环氧丁烷的制备

发布日期:2023/12/7 8:32:50

介绍

环氧丙烷是重要的基础化工物流之一，主要用于生产聚酯、丙二醇及各类非离子表面活性剂等，被广泛应用到化工、建筑、轻工、食品及医药等行业，传统的环氧丙烷生产工艺为氯醇法。1，2-环氧丁烷与环氧丙烷结构相似，化学式为C4H8O，都具有含氧三元环结构，化学性质活泼，可以用作聚谜多元醇单体、有机合成物流及其它合成材料的中间体。

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图一 1，2-环氧丁烷

应用

1，2-环氧丁烷可以用于制作含氯化物的抗氧化剂、抗腐蚀剂及非离子型表面活性剂等，在精细化工及石油化工中有着广泛的用途。作为烯烃环氧化物，与环氧乙烷和环氧丙烷相比，在分子结构上，1，2-环氧丁烷拥有更多数量的-CH2-官能团，当作为单体合成聚醚多元醇时，其产品具有优异的疏水性能，特别适合用于某些要求严格的建筑及设备的外表面防水涂层。同时，以1，2-环氧丁烷为单体共聚所合成的聚氨酯材料拥有优异的耐寒性能，特别适用于气候严寒地区。

合成

以往合成方法的缺点

1，2-环氧丁烷的工业生产主要来源于环氧丙烷的副产品回收，在用裂解尾气经氯醇化和皂化生产环氧丙烷过程中，得到1，2-环氧丁烷塔釜残液，通过精馏塔釜残液，从塔中部收集50℃70℃的馏分，冷凝后除去水分，获得含量约87%的1，2-环氧丁烷成品，如需要更高纯度，则需进行进一步精馏等分离过程。

由于氯醇法存在污染严重、盐难以处理等问题，随着绿色、健康化发展成为现代化工的重要理念，开发一种绿色经济的1，2-环氧丁烷生产工艺就变得相当必要。目前，国外一些公司开发的烯烃环氧化反应工艺过程中，环氧化催化剂寿命为30~60天，需要频繁更换催化剂，卸剂，装剂费用高，因此大多数工艺采用多段（≥5）绝热式固定床反应器串联，通过控制反应器入口温度和每个反应器温升来实现对反应的控制，其中反应器段间采用风冷或水冷，撤走反应热，反应热没有有效利用，消耗大量的循环冷却水或电能，控制复杂，更换催化剂安全风险高。工艺过程存在反应器数量多、控制复杂、设备投资高、能耗高等技术问题。

新合成方法

王漫[1]提供一种1，2-环氧丁烷的生产工艺，针对现有技术存在的反应器和控制仪表数量多，控制复杂，反应热不能利用，能耗高等问题，通过列管式固定床反应器（一级)和绝热式固定床反应器（二级）串联结构，循环热水连续撤走反应热，控制列管式固定床反应器温升在合理的范围内等措施，可降低反应器数量，控制简单，降低能耗，提高装置安全性，安全环保。

该工艺流程，CHP物流经过CHP进料泵A增压至2.8MPaG，1-丁烯物流通过1-丁烯进料泵B增压至3.0MPaG，将增压后的1-丁烯物流分为两股，一股1-丁烯物流4经过1-丁烯进料预热器C预热后，与经过CHP进料泵A增压后的CHP物流混合进入列管式固定床反应器D，另一股1-丁烯物流作为冷激物流用来调整绝热式固定床反应器E入口温度，和经过列管式固定床反应器D反应后的反应产物混合后进入绝热式固定床反应器E，经过绝热式固定床反应器E反应后的物流，即为含有1，2-环氧丁烷的反应产物。循环热水经过循环热水泵F增压后，从一级反应器D下部壳程分两股对称进入一级反应器壳程，热水经过加热气化后，进入汽包G(需要间歇补充脱盐水和除氧剂和十二水磷酸钠)，汽包G相当于气液分离器，低压蒸汽从汽包G上的蒸汽出口排出。

列管式固定床反应器D壳程上部对称设置有气液混合物流通管道，气液混合物流通管道与汽包G连通，汽包G上设置有循环热水出口，循环热水出口与循环热水管道连通，循环热水管道一端与汽包G连通，另一端通过设置在列管式固定床反应器D下部的循环热水入口与列管式固定床反应器D连通。列管式固定床反应器D和绝热式固定床反应器E中反应物料的流向为上进下出，其中列管式固定床反应器D管程走反应物料，壳程走循环热水，下进上出，循环热水连续撤走列管式固定床反应器D中的反应热，充分利用反应热，从汽包G上的蒸汽出口排出的低压蒸汽可作为装置中反应单元或后续分离单元的热源。列管式固定床反应器D出口物流，一部分循环至列管式固定床反应器D入口，另一部分进入绝热式固定床反应器E参与反应生成1,2-环氧丁烷。

1-丁烯物流和CHP物流中CHP的摩尔比为6：1，其中CHP物流的质量浓度为30%60%，剩余组分为异丙苯。列管式固定床反应器CHP物流液体质量空速为0.65m3/h。列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中T1-SBA-15催化剂装填量质量比为1：2。

与现有的技术相比，该工艺生产1,2-环氧丁烷具有以下优点：该技术通过列管式固定床反应器（一级)和绝热式固定床反应器（二级）串联结构，循环热水连续撤走反应热，控制列管式固定床反应器温升在合理的范围内等措施，可降低反应器数量，控制简单，降低能耗，提高装置安全性，安全环保。