[發明專利]在反應器內安裝環氧化催化劑的方法、制備環氧烷或可由環氧烷衍生的化學品的方法和適用于這一方法的反應器

無效

• 申請號: 200680053204.5
• 申請日: 2006-12-20
• 公開（公告）號: CN101495466A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: J·W·博爾克;A·N·R·鮑斯;W·E·伊萬斯;J·R·洛克米耶爾;P·M·麥卡利斯特;B·F·J·M·拉瑪克斯;D·M·雷克斯;M·J·P·斯拉帕克
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C07D301/10
• 分類號: C07D301/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王長青

技術領域

本發明涉及在反應器內安裝環氧化催化劑的方法。本發明還涉及 用于烯烴環氧化的方法。本發明還涉及制備可由環氧烷衍生的化學品 的方法。特別地，這種化學品可以是1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳 酸酯或鏈烷醇胺。本發明還涉及適用于這一方法的反應器。

背景技術

環氧乙烷和其它環氧烷是重要的工業化學品，它們用作制備諸如 乙二醇、丙二醇、乙二醇醚、碳酸亞乙酯、乙醇胺和洗滌劑之類化學 品的原料。制備環氧烷的一種方法是烯烴環氧化，亦即用氧氣催化部 分氧化烯烴得到環氧烷。如此制備的環氧烷可與水、醇、二氧化碳或 胺反應產生1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或鏈烷醇胺。通常獨 立于環氧烷的制備進行1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或鏈烷醇 胺的這種制備，在任何情況下，這兩種工藝通常在分開的反應器內進 行。

在烯烴環氧化中，含烯烴和氧氣的原料通過在維持于一定反應條 件下的反應區內包含的催化劑床。商業環氧化反應器通常為管殼式換 熱器形式，其中用成型催化劑顆粒填充多個基本上平行的細長的相對 窄的管形成填充床，和其中殼內含有冷卻劑。與所使用的環氧化催化 劑的類型無關，在商業操作中，內管直徑范圍通常為20-40mm，和每 一反應器中管數可以是數千個，例如最多12,000個。

通常在相對低的烯烴轉化率和氧氣轉化率下進行烯烴環氧化。通 常循環未轉化的烯烴和氧氣，以提高工藝的經濟性。一般地，原料還 包括大量的所謂壓載氣體(ballast?gas)以便于在爆炸極限以外操作。 壓載氣體包括飽和烴，特別是甲烷和乙烷。結果，循環通常涉及處理 大量的工藝物流，這些工藝物流包括未轉化的烯烴、未轉化的氧氣和 壓載氣體。在烯烴環氧化裝置中通常采用的循環物流的處理也相當復 雜，因為它涉及環氧烷的回收、二氧化碳的除去、除水和再加壓。使 用壓載氣體不僅造成處理成本增加，而且它降低環氧化反應速度。

環氧化催化劑通常含有在成型載體材料上的催化活性物質，通常 為第11族金屬(特別是銀)和促進劑組分。通常仔細地選擇成型載體材 料以滿足例如強度和耐磨性、表面積和孔隙率的要求。通常通過燒結 所選的無機材料到它們具有所需性能的程度來制備所述成型載體材 料。

在環氧化過程中，催化劑經歷性能下降，這本身表示為在形成所 需的環氧烷過程中催化劑的活性和選擇性損失。為了應對活性損失， 可升高環氧化反應溫度，以便環氧烷的生產速度得到維持。商業反應 器的操作通常受到反應溫度的限制，當可采用的溫度極限已經達到時， 環氧烷的生產必須中斷，以便用新鮮的進料更換已有的環氧化催化劑 進料。

如果可獲得改進的環氧化方法和改進的環氧化反應器，則將很有 價值。

發明內容

本發明提供這種改進的環氧化方法和改進的環氧化反應器。本發 明的實施方案利用含多個微通道(下文稱為“工藝微通道”)的反應器。 可調整所述工藝微通道，以便可在所述微通道內發生環氧化和任選的 其它工藝，和以便它們與用于含有換熱流體的通道(下文稱為“換熱通 道”)處于換熱關系。含工藝微通道的反應器此處用術語“微通道反應 器”指代。此處所使用的術語“第11族”是指元素周期表的第11族。

在一個實施方案中，本發明提供在微通道反應器的一個或多個工 藝微通道內安裝環氧化催化劑的方法，該方法包括：

在所述工藝微通道的至少一部分壁上沉積第11族金屬或第11族 金屬陽離子組分，

在沉積第11族金屬或第11族金屬陽離子組分之前、同時或之后， 在至少一部分相同壁上沉積一種或多種促進劑組分，和

若沉積第11族金屬陽離子組分，則還原第11族金屬陽離子組分 的至少一部分。

在另一實施方案中，本發明提供用于烯烴環氧化的方法，該方法 包括：

-通過如下步驟在微通道反應器的一個或多個工藝微通道內安裝 環氧化催化劑：在所述工藝微通道的至少一部分壁上沉積第11族金屬 或第11族金屬陽離子組分，在沉積第11族金屬或第11族金屬陽離子 組分之前、同時或之后，在至少一部分相同壁上沉積一種或多種促進 劑組分，和若沉積第11族金屬陽離子組分，則還原第11族金屬陽離 子組分的至少一部分，和

-在一個或多個工藝微通道內安裝的環氧化催化劑存在下，使含烯 烴和氧氣的原料反應。