[發明專利]環氧化方法

有效

• 申請號: 201780047287.5
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109803959B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 肖恩·麥戈文;曼蘇爾·侯賽因;約翰·蘇利文
• 申請（專利權）人: 科學設計有限公司
• 主分類號: C07D303/04
• 分類號: C07D303/04;C07D301/36
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張華

一種用于氧化乙烯以形成環氧乙烷的方法，其包括：提供含有乙二醇和雜質的含水流；在第一離子交換處理床中引入所述含水流以降低這些雜質的含量；確定所述第一離子交換處理床的出口是否具有大于約5μS/cm的導電率；在確定所述第一離子交換處理床的所述出口具有大于約5μS/cm的電導率時，將所述第一離子交換處理床的所述出口引入第二離子交換處理床；并且在確定所述第一離子交換處理床的所述出口具有大于約60μS/cm的電導率時，將所述含水流的所述引入再引導至所述第二離子交換處理床并再生所述第一離子交換床。

相關申請的交叉引用

本發明要求2016年8月9日提交的美國臨時專利申請號62/372,653的權益，所述美國臨時專利申請的全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種將乙烯氧化成環氧乙烷的方法。

背景技術

盡管環氧乙烷在天然環境中以微量存在，在1859年其由法國化學家Charles-Adolphe?Wurtz在實驗室環境中使用所謂的“氯醇”工藝首次合成。然而，在Wurtz的時代，環氧乙烷作為工業化學品的用途尚未得到完全理解；因此，使用氯醇工藝的環氧乙烷的工業生產直到第一次世界大戰前夕才開始，至少部分原因在于對作為在快速增長的汽車市場中用作防凍劑的乙二醇(其中環氧乙烷是中間體)的需求快速增加。即便如此，氯醇工藝以相對較少的量生產了環氧乙烷，而且非常不經濟。

氯醇工藝最終被另一種工藝取代，即使用氧的乙烯直接催化氧化法，這是由法國化學家Thèodore?Lefort在1931年發現的環氧乙烷合成的第二次突破成果。Lefort將固體銀催化劑與包括乙烯的氣相進料一起使用，并利用空氣作為氧源。

技術領域

自直接氧化方法開發以來的八十年中，環氧乙烷的產量大幅增加，如今它已成為化學工業中產量最大的產品之一，據估計，其占通過非均相氧化法生產的有機化學品的總價值的一半之多。2000年的全球產量約為150億噸。(所生產的約三分之二的環氧乙烷進一步加工成乙二醇，而所制造的約10％的環氧乙烷直接用于諸如蒸汽滅菌之類的應用中。)

環氧乙烷產量的增長一直伴隨著對環氧乙烷催化和加工的持續深入的研究，其仍然是工業和學術界研究人員著迷的主題。近年來特別感興趣的是使用所謂的“高選擇性催化劑”生產環氧乙烷的合適操作和加工參數，所述“高選擇性催化劑”即基于Ag的環氧化催化劑，其特別有效地催化乙烯和氧到環氧乙烷的所需產物反應，而不催化產生二氧化碳副產物(和水)的乙烯和氧氣的副反應。

然而，盡管高選擇性催化劑已經減少了二氧化碳副產物的形成，但它們也可能增加其它不希望的副產物的產生，特別是諸如乙醛和甲醛之類的醛類雜質及其相關的酸以及離解的離子。長期以來已知乙醛和甲醛是在環氧乙烷廠房運行期間形成的副產物。乙烯由于環氧乙烷的異構化而形成，而甲醛通過環氧乙烷與氧的反應形成。相關的酸—乙酸和甲酸分別通過氧化乙醛和甲醛產生。醛類和它們的相關酸的存在會對乙二醇溶液的UV質量產生負面影響，從而導致纖維級乙二醇產物的降解。另外，它們的相關酸(以及它們的醛類試劑)的形成可以將pH降低到足以引起廠房腐蝕的低水平。在生產纖維級乙二醇的廠房中，這些考慮因素的情況甚至更嚴重。另外重要的是要注意，雖然二氧化碳之類的雜質幾乎僅在EO反應器中的催化劑床上產生，但在催化劑和催化劑床上都產生乙醛、甲醛及其相關的酸。

防止或減少由酸性pH水平引起的腐蝕的一種可能方法是用不銹鋼組件代替碳鋼組件。不能說這完全防止腐蝕，起碼在至少降低腐蝕速率方面非常有效，但是使用不銹鋼部件會增加一些費用并且通常不能改裝到現有廠房中。而且，這當然沒有解決由雜質污染引起的低乙二醇產品質量的問題。