[發明專利]在微通道反應器內制備環氧丙烷的方法

有效

• 申請號: 201610165339.6
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN107216296B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 孫冰;石寧;徐偉;姜杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/08;B01J19/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明涉及一種在微通道反應器內制備環氧丙烷的方法，主要解決現有技術中存在燃爆危險、轉化率和選擇性低的問題。本發明通過采用一種在微通道反應器內制備環氧丙烷的方法，丙烯在微通道反應器內，在氣相與氫、氧原位化合產生的過氧化氫接觸，在催化劑的作用下直接生成環氧丙烷；以及丙烯與氧氣在催化劑的作用下直接生成環氧丙烷，環氧丙烷以液相形式被收集在微通道的下游，未反應掉的氣體循環進入微通道反應器入口或稀釋后排空；所述微通道反應器包括至少一個微通道，每個微通道截面尺寸為1微米～1厘米，微通道在不同長度處截面尺寸相同或不同，催化劑位于微通道軸向長度處的至少一部分中的技術方案較好地解決了上述問題，可用于制備環氧丙烷中。

技術領域

本發明涉及一種在微通道反應器內制備環氧丙烷的方法。

背景技術

環氧丙烷是除聚丙乙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，為重要的基本有機化工原料，目前全世界年產量在七百萬噸以上。環氧丙烷主要用于生產聚醚多元醇和丙二醇，聚醚多元醇是重要原料聚氨酯的前驅物，丙二醇為生產化妝品、潤滑油添加劑、不飽和聚酯樹脂建筑材料等的原料。

目前環氧丙烷的合成工藝有：氯醇法、共氧化法、異丙苯氧化法和過氧化氫直接氧化法(HPPO方法)和氧氣直接氧化法。其中前四者已經實現工業化生產，而以氧氣為氧化劑的直接氧化法也在研發之中(朱留琴環氧丙烷的生產技術及市場分析,精細石油化工進展2012,13,5.)。

在幾種工藝當中，氯醇法歷史最為悠久，占目前40％左右的產量，代表工藝為DowChemicals管式反應器技術、日本旭硝子公司的管塔型反應器技術以及三井東壓公司和昭和電工公司的塔式反應器技術。其優點是工藝成熟、操作負荷彈性大、對原料要求低、建設投資少；而缺點是消耗大量高能耗的原料、設備腐蝕較嚴重、生產廢棄物多、環境污染大。

共氧化法是通過有級過氧化氫和丙烯反應生成環氧丙烷和有機醇，主要包含Lyondell和Texaco的異丁烷共氧化工藝以及Lyondell和Shell的乙苯共氧化工藝。共氧化法克服了氯醇法污染大、污水多的缺點，產品成本低、環境污染較?。蝗秉c是工藝流程長，原料品種多，丙烯純度要求高，設備造價高，聯產產品需要尋求市場。

異丙苯氧化法由日本Sumitomo公司開發，采用過氧化氫異丙苯(CHP)為氧化劑。此方法無設備腐蝕，無聯產產品因而不需輔助加工設備，裝置投資少；其缺點是生產過程中產生大量α-甲基苯乙烯，需要循環回收裝置。

相比以上方法，HPPO法只需要過氧化氫作為原料，生產過程中除水外不產生其它副產品，投資和成本、廢物排放、能夠都大大降低。但選用該工藝必須首先解決過氧化氫的供應問題，而目前過氧化氫的制備仍以污染較大、能耗較高的蒽醌法為主。

如果不使用分開的過氧化氫制備步驟，而是令氫氣、氧氣混合后產生過氧化氫，再與丙烯原位反應生成環氧丙烷，那么整個工藝就可以在一臺反應器內完成，也克服了污染、能耗等問題，是一種真正綠色環保的制備工藝。但由于氫氣和丙烯在氧氣中的爆炸極限都非常寬，反應的燃爆危險性非常高。目前Lyondell公司正在開發此項直接氧化技術，還未有工業化報道。

此外，直接用氧氣分子氧化丙烯也是一種理論上綠色、環保、低成本的制備工藝，但同樣受到反應安全性限制，以及目前催化劑催化能力的制約，此方向的研究還只停留在實驗室研究規模。