[發明專利]一種利用鈦硅分子篩催化劑直接氧化生產環氧氯丙烷的工藝

有效

• 申請號: 202010043148.9
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111072598B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 黃家輝;張恒耘;于娜娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D303/08
• 分類號: C07D303/08;C07D301/12;C07D301/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

本發明提供一種利用鈦硅分子篩催化劑直接氧化生產環氧氯丙烷的工藝，包括配制好的甲醇催化劑混合液、新鮮氯丙烯經計量泵打入第一混合器，與打入第一混合器的雙氧水混合后進入第一管式反應器反應，反應產物經分離器進行氣液兩相的分離，分離后的液相部分與送至第二混合器的雙氧水混合后一起進入第二管式反應器反應，反應產物進入第二分離器進行氣液分離，最終形成的反應產物進入分離罐分離固體催化劑和液相產物，催化劑漿料打入配料罐重新配料，液體產物從分離罐上部的過濾器采出。

技術領域

本發明屬于涉及一種利用鈦硅分子篩催化劑直接氧化生產環氧氯丙烷的工藝，屬于化工產品的生產工藝領域。

背景技術

環氧氯丙烷是一種功能性極強的有機合成原料與中間體，用途非常廣泛。用于制備環氧樹脂、甘油、聚醚多元醇等，是生產甘油及縮水甘油衍生物的重要原料。目前，制備環氧氯丙烷的主要方法包括：丙烯高溫氯化法、醋酸丙烯酯法、甘油法等。雖然這些工藝方法在技術上比較成熟，但都有不可避免的缺點，如：對設備腐蝕嚴重，能耗定額高，對原料純度要求高，副產物多，產生大量廢水，對環境破壞嚴重，裝置投資費用大。

為了克服在環氧氯丙烷合成過程中的上述問題，學者們研究出了用氯丙烯直接環氧化制備環氧氯丙烷的方法。

US4833260公開了一種以鈦硅分子篩為催化劑，用雙氧水作氧化劑，將氯丙烯直接環氧化制備環氧氯丙烷的方法。但是，生成的環氧化物將會由于受到反應體系中存在的強極性化合物的影響，而部分發生開環反應，這就降低了產物的收率。氯丙烯環氧化的反應是放熱反應，若放出的熱量不能及時移除，體系溫度就會超出控制溫度，增加過氧化氫的無效分解，進而降低其有效利用率?；谶@一弊端，1999年公開的專利CN1219536A在催化劑中加入固體惰性稀釋劑來延緩反應的進行，以便使反應溫度得到有效控制，但反應器的有效容積會因此而明顯下降。

CN201310211677.5公開了一種烯烴氧化的方法，是在烯烴氧化反應條件下，使烯烴和氧化劑在固定床上與催化劑進行接觸反應。該方法可以在反應接觸過程中維持催化劑的活性、氧化劑轉化率、目的產物選擇性在較高水平，并使催化劑單程運行時間延長，進而延緩催化劑失活，提高催化劑的壽命。但該反應過程中，反應物的停留時間不足，導致催化劑與反應物的有效接觸面積較小，造成反應不夠完全，故單位時間內產率較低。

為了提高過氧化氫的有效利用率，CN201110424544.7公開了一種氯丙烯直接環氧化連續生產環氧氯丙烷的方法，將氯丙烯、過氧化氫、催化劑漿料以及溶劑分別輸送到反應器中。在反應器內出料口上端安裝過濾器可以分離出含有產物的清液，過濾器下端未過濾出的含催化劑未反應完全物料，在反應器底端回流輸送至反應器中。在連續生產過程中無需回收催化劑，氣相通過反應器頂部的冷凝器進行冷凝回流，該裝置中冷凝器和反應器外部均設有夾套換熱層，可以將反應生成的熱量進行換熱帶走，有效提高了過氧化氫的有效利用率。但是該方法中雙氧水的進料方式為一次進料，氯丙烯的轉化率不高，致使環氧氯丙烷收率低。

CN200710046989.X公開了一種生產環氧氯丙烷的方法，在鈦硅分子篩的催化作用下，以過氧化氫為氧化劑，以固定床為反應器，催化氧化氯丙烯生產環氧氯丙烷。在反應過程中放出的熱量集中在催化劑床層上，不能及時得到轉移或轉化，反應溫度不穩定，容易使環氧氯丙烷的選擇性降低。

發明內容

鑒于現有技術上的缺陷，本發明要解決的技術問題是：過氧化氫的有效利用率低、催化劑分離回收困難、工藝裝置負荷較大等。為實現上述目的，本發明提供一種新的利用鈦硅分子篩催化劑直接氧化生產環氧氯丙烷的工藝方法，該方法具有反應溫度平穩、工藝流程簡單、環氧氯丙烷收率高、雙氧水有效利用率高等特點。

本發明一方面提供一種生產環氧氯丙烷的裝置，所述裝置包括第一混合器、第一管式反應器、第一分離器、第二混合器、第二管式反應器、第二分離器、分離罐和過濾器；

所述第一混合器的出口通過管路與第一管式反應器的進料口連通；