[發(fā)明專利]一種綠色高效合成環(huán)氧丙烷的方法

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• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110437178A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝子健;倪志虎
• 申請（專利權(quán)）人: 淄博恒億化工科技有限公司
• 主分類號: C07D301/12
• 分類號: C07D301/12;C07D303/04;B01J29/89;B01J35/08
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本發(fā)明提供了一種綠色高效合成環(huán)氧丙烷的方法。該技術(shù)方案基于丙烯環(huán)氧化反應制備環(huán)氧丙烷，采用過氧化氫直接氧化法，以丙烯為原料，在TS?1微球催化劑的作用下于催化精餾塔中發(fā)生環(huán)氧化反應，反應物經(jīng)分離提純后得到高濃度的環(huán)氧丙烷。本發(fā)明反應無副產(chǎn)物生成，單層轉(zhuǎn)化率≥97％，選擇性≥99％，是一種綠色合成環(huán)氧丙烷的方法，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。該方法原子利用率高、選擇性高、產(chǎn)品收率高且反應無副產(chǎn)物，對環(huán)境友好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色高效合成環(huán)氧丙烷的方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧丙烷是丙烯的重要衍生物之一，是一種重要的有機化工原料，在丙烯的衍生物中僅次于聚丙烯和丙烯腈，居第三位。由于環(huán)氧化合物中含有-C-O-C-三元醚結(jié)構(gòu)，具有較大的表面張力，因此具有很高的反應活性，對酸和親核試劑很敏感,可與鹵化氫、水、醇、胺等多種試劑反應而開環(huán),制取多種鹵代醇、丙二醇、醚醇、仲胺醇或季胺醇等。環(huán)氧丙烷最大的用途是作為主要原料生產(chǎn)聚醚多元醇,再生產(chǎn)聚氨酯；其次可用于生產(chǎn)用途廣泛的丙二醇、丙二醇醚等；還可用于其他領(lǐng)域包括生產(chǎn)非離子型表面活性劑、油田破乳劑、阻燃劑、合成潤滑劑、農(nóng)藥乳化劑、不飽和酸酯、黏膠劑等等。

目前，制備環(huán)氧丙烷的方法主要有三種：氯醇法、共氧化法和直接氧化法。

氯醇法是以丙烯、氯氣、生石灰和水。首先通過氯氣、水與丙烯發(fā)生氯醇化反應，生產(chǎn)中間體氯丙醇，再用石灰水與其發(fā)生皂化反應制得環(huán)氧丙烷，將反應產(chǎn)物送入初餾塔和精餾塔進行產(chǎn)物分離，得到產(chǎn)品。氯醇法工業(yè)化已有80多年，工藝較成熟，其優(yōu)點為工藝流程短、投資少、操作彈性大、選擇性好、生產(chǎn)較安全。但也存在著較多缺點：該工藝需要大量的氯氣，對設(shè)備腐蝕嚴重；排出大量含氯化鈣的廢水、廢渣和廢氣污染環(huán)境。

共氧化法是通過有機過氧化物和丙烯反應合成環(huán)氧丙烷。根據(jù)原料和聯(lián)產(chǎn)品的不同，采用的共氧化法主要包括異丁烷共氧化工藝、乙苯共氧化工藝、過氧化氫異丙苯法。共氧化法克服了氯醇法腐蝕大、污水多等缺點，其產(chǎn)品成本低，對環(huán)境污染也相對較小。但該工藝流程長、原料品種多，對丙烯純度要求高；工藝操作需在較高的壓力下進行，對設(shè)備要求高，建設(shè)投資也相應較高。

直接氧化法工藝使用氧化劑直接氧化丙烯合成環(huán)氧丙烷，根據(jù)氧化劑的不同分為過氧化氫直接氧化法和氧氣直接氧化法。相對于氯醇法和共氧化法而言，直接氧化法流程相對簡單、副產(chǎn)物較少且無污染。盡管在技術(shù)路線上具有上述優(yōu)勢，但常規(guī)反應方式會生成一定的副產(chǎn)物，且存在著選擇性較低、產(chǎn)品收率不高等缺陷。在這種情況下，如何基于直接氧化法的技術(shù)路線開發(fā)一種新的環(huán)氧丙烷合成工藝，成為了亟待及解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種綠色高效合成環(huán)氧丙烷的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，基于直接氧化法的環(huán)氧丙烷常規(guī)合成工藝，其選擇性較低、產(chǎn)品收率不高的技術(shù)問題。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是基于直接氧化法的環(huán)氧丙烷常規(guī)合成工藝，會生成一定的副產(chǎn)物。

本發(fā)明要解決的再一技術(shù)問題是如何充分保證環(huán)氧丙烷合成工藝對環(huán)境綠色、無污染。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種綠色高效合成環(huán)氧丙烷的方法，該方法是在裝有TS-1微球催化劑的催化蒸餾塔中，以100～160℃的溫度、0.3～0.6MPa的壓力，將丙烯、溶劑、過氧化氫進行混合反應。

作為優(yōu)選，上述方法包括以下步驟：催化精餾塔的精餾段鋪滿所述TS-1微球催化劑，丙烯、過氧化氫、溶劑在進料系統(tǒng)預處理后成為混合氣相進入催化精餾塔；所述混合氣相進入精餾段進行環(huán)氧化反應，得到重組分反應液；所述重組分反應液進入提餾段，分離得到環(huán)氧丙烷。

作為優(yōu)選，所述TS-1微球催化劑是以鈦酸四丁酯為鈦源，硅酸四乙酯為硅源，四丙基氫氧化銨為模板劑制備得到的。