钛硅分子筛催化丙烯环氧化制环氧丙烷的研究

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，30wt.％双氧水2.0g，甲醇42 mL+1,2-二氯乙烷10mL，反应压力0.6MPa，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1.97×104kW/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。

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第一章 文献综述

1.1前言

1.2环氧丙烷的制备方法

1.3 过氧化氢法制环氧丙烷的研究进展

1.4化工过程模拟与优化

1.5本论文研究的目的及意义

第二章 TS-1催化丙烯环氧化的研究

2.1实验部分

2.2不同条件下TS-1催化丙烯环氧化的研究

2.3小结

第三章 环氧丙烷分离工艺研究

3.1分离工艺的初步确定

3.2萃取精馏塔模拟结果与分析

3.3萃取精馏塔模拟结果与分析

3.4萃取精馏塔的工艺设计计算

3.5萃取精馏塔塔顶冷凝器工艺设计计算

3.6萃取精馏塔塔釜再沸器工艺设计计算

3.7优化的分离工艺

3.8小结

第四章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢