[發明專利]一種制備環氧丙烷的方法

有效

• 申請號: 201410615468.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104327016A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 高文杲;金作宏;王海東;張玉新
• 申請（專利權）人: 河北美邦工程科技有限公司
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/12
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術領域

本發明涉及一種有機物制備方法，具體就是一種制備環氧丙烷的方法。

背景技術

環氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有機化工原料，主要用于生產聚醚、丙二醇等，同時也是第四代洗滌劑非離子表面活性劑、油田破乳劑、農藥乳化劑等的主要原料。現有技術中，環氧丙烷的制備方法主要有氯醇法、共氧化法和過氧化氫法。氯醇法消耗大量氯氣，設備腐蝕和環境污染嚴重。共氧化法以乙苯或異丁烷自動氧化生成的烷基過氧化氫為氧源，使丙烯催化環氧化生成環氧丙烷，其生產過程復雜且設備投資較大。目前，環氧丙烷生產主要采用過氧化氫制備環氧丙烷工藝(HPPO法)，該工藝生產過程中只生成環氧丙烷和水，工藝流程簡單，產品收率高，沒有其他聯產品，基本無污染，屬于環境友好的清潔生產系統。HPPO法是指H2O2在TS-1催化劑上催化環氧化丙烯生成環氧丙烷，溶劑為甲醇，在中溫、低壓和液相反應條件下操作。目前，在HPPO法生產環氧丙烷中，環氧化反應器采用殼-管式固定床反應器，三開一備，n(丙烯)：n(H2O2)=2:1，m(甲醇)：m(H2O2)=1:0.25，反應溫度40～50℃，反應壓力2.0?MPa。H2O2轉化率和環氧丙烷選擇性分別為96%和95%；也有固定床反應器采用一組平行的換熱板，催化劑裝填于換熱板之間的通道內，反應物料自上而下流經催化劑層進行反應，通過流經板內的冷卻介質移除反應熱。采用固定床反應釜，反應原料與催化劑的有效接觸面積小，原料的轉化率低；催化反應集中在固定床上，局部容易產生飛溫，對反應釜造成損害，反應危險程度高；操作過程中催化劑不能更換，時間長了催化效率差。為此，對丙烯環氧化反應制備環氧丙烷工藝進行改進，對于提高原料的轉化率，降低反應的危險系數具有積極意義。

發明內容

????本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種制備環氧丙烷的方法，

以提高雙氧水的轉化率和環氧丙烷的選擇性以及催化劑的效率，降低能耗。

本發明解決其技術問題采取的技術方案是這樣的。一種制備環氧丙烷的方法，包括以下步驟：

(1)?向反應釜內按照摩爾比為(1.2～2):1:(2～4)加入原料丙烯、雙氧水和溶劑甲醇以及鈦硅分子篩催化劑，調節反應釜內溫度40～60℃，壓力0.3～2.0Mpa，建立循環；

(2)?根據催化劑單耗，適時向反應釜內補加鈦硅分子篩催化劑，使物料進行反應，開啟循環泵和攪拌器；

在反應釜外，將原料丙烯、雙氧水和溶劑甲醇連續加入管道反應器內，在管道反應器內，原料丙烯和雙氧水在溶劑甲醇和催化劑的存在下反應生成環氧丙烷，再進入二級換熱器，降溫后進入靜態混合器，混勻后進入反應釜；

在反應釜內，經過管道反應器未反應的少量雙氧水與丙烯在反應釜上部進行充分反應，得到環氧丙烷和催化劑的混合溶液，此時雙氧水的轉化率≥96%，環氧丙烷的選擇性≥95%；

其中，丙烯、雙氧水與甲醇的摩爾比為(1.2～2):1:(2～4)；

?(3)?經步驟?(2)反應后的環氧丙烷與催化劑混合液從反應釜底部流出，經循環泵輸送至一級換熱器降溫，產物環氧丙烷與催化劑經錯流過濾膜分離器進行分離，分離出產物環氧丙烷，催化劑及剩余物料與從管道反應器新加入的原料再次混合后繼續進行丙烯環氧化催化反應合成環氧丙烷，經過二級換熱器、靜態混合器返回至反應釜內繼續反應；

從錯流過濾膜分離器清液側用滲透的環氧丙烷清液每隔3～5?h進行一次反沖，隨著環氧丙烷清液連續不斷的流出和分離，原料、溶劑和催化劑不斷補加，實現環氧丙烷制備過程的連續進行。

其中錯流過濾膜分離器中膜元件為陶瓷膜或金屬膜，膜的過濾精度為0.05～5μm。

本發明的方法，反應釜為漿態床反應釜。漿態床反應釜又稱淤漿反應釜,在反應器內，催化劑微小固體顆粒懸浮于液體介質中。

所用膜分離器為陶瓷膜或金屬膜過濾器，分布在反應釜外的管道上，過濾方式為錯流過濾，從而可以保證產物環氧丙烷分離的穩定性，且提高分離效率。

為了保證反應體系的平穩性，通過管道反應器加入的原料丙烯、雙氧水和溶劑甲醇的質量之和等于滲出環氧丙烷清液的質量。

本發明取得的有益效果如下：

1、采用漿態床反應釜代替目前的固定床反應器，反應原料之間有效接觸面積增大，提高了原料的轉化率，同時降低能耗和生產成本。

2、原料丙烯、雙氧水和溶劑甲醇在進入反應釜之前先在管道反應器內預混合并進行催化反應，降低了反應釜內反應物料的返混程度，使反應更完全；同時反應釜內部結構得以簡化，降低了設備成本。