[發明專利]一種乙烷與丙烯共氧化制備環氧丙烷及乙酸的方法及催化劑

有效

• 申請號: 202010320819.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111495422B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 楊東元;扈廣法;孫育濱;張玉娟
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司
• 主分類號: B01J29/89
• 分類號: B01J29/89;C07D301/16;C07D303/04;C07C53/08;C07C51/285
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

本發明涉及化工領域，特別涉及一種乙烷與丙烯共氧化制備環氧丙烷及乙酸的方法及催化劑。本發明的催化劑以重量份數為100計，由鈰1?5份、釩2?5份、鉬1?4份、鈮1?5份，其余為Ti?MCM41分子篩組成。本發明解決了傳統環氧丙烷制備方法中存在的原料成本高、三廢污染嚴重、產物分離純化困難等問題，本發明能有效的提高乙烷與丙烯制備乙酸及環氧丙烷過程中丙烯和乙烷的轉化率，以及乙酸和環氧丙烷的選擇性，且原料成本低、無三廢排放、工藝零污染。

技術領域

本發明涉及化工領域，特別涉及一種乙烷與丙烯共氧化制備環氧丙烷及乙酸的方法及催化劑。

背景技術

環氧丙烷，是僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯類衍生物。主要用于生產聚醚、丙二醇等。它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。環氧丙烷的衍生物廣泛用于汽車、建筑、食品、煙草、醫藥及化妝品等行業。已生產的下游產品近百種，是精細化工產品的重要原料。

生產工藝主要有氯醇化法、共氧化法（也稱間接氧化法）和直接氧化法。如今世界生產環氧丙烷的主要工業化方法為氯醇化法和共氧化法，其中共氧化法又分為乙苯共氧化法和異丁烷共氧化法。近幾年，異丙苯氧化法和過氧化氫直接氧化法已開發成功并先后實現工業化生產，以氧氣作為氧化劑的直接氧化法也在開發中。

乙酸是大宗化工產品，是最重要的有機酸之一。主要可用于生產乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纖維素等。聚乙酸乙烯酯可用來制備薄膜和粘合劑，也是合成纖維維綸的原料。乙酸纖維蘇可制造人造絲和電影膠片。乙酸酯是優良的溶劑，廣泛用于油漆工業。乙酸還可用來合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、鹵代乙酸等，也可制造藥物如阿司匹林、還可以用于生產乙酸鹽等。在農藥、醫藥和染料、照相藥品制造、織物印染和橡膠工業中都有廣泛應用。在食品工業中，乙酸用作酸化劑，增香劑和香料。制造食醋時，用水將乙酸稀釋至4～5%濃度，添加各種調味劑而得食用醋。作為酸味劑，使用時適當稀釋，可用于調飲料、罐頭等，如制作蕃茄、蘆筍、嬰兒食品、沙丁魚、魷魚等罐頭，可制作軟飲料，冷飲、糖果、焙烤食品、布丁類、膠媒糖、調味品等。乙酸具有防腐劑的作用。1.5%就有明顯的抑菌作作用。在3%范圍以內，可避免霉斑引起的肉色變綠變黑。

目前的各類環氧丙烷生產方法仍存在原料成本高、三廢污染嚴重、產物分離純化困難等問題。如果能實現廉價乙烷、丙烯與氧氣一步法高選擇性制備環氧丙烷及高價值聯產乙酸產品，將大大降低生產成本及工藝流程，實現綠色、環保、有競爭力的生產路線。

發明內容

為了克服傳統環氧丙烷制備方法中存在的原料成本高、三廢污染嚴重、產物分離純化困難等問題，本發明提供一種鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑，該催化劑能有效利用乙烷和丙烯制備乙酸及環氧丙烷。

本發明的技術方案在于：

一種鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑，以重量份數為100計，由鈰1-5份、釩2-5份、鉬1-4份、鈮1-5份， 其余份數為Ti-MCM41分子篩組成。

優選地，一種鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑，以重量份數為100計，由鈰3份、釩5份、鉬4份、鈮5份，其余為Ti-MCM41分子篩組成。

或者優選地，一種鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑，以重量份數為100計，由鈰4份、釩5份、鉬4份、鈮5份，其余為Ti-MCM41分子篩組成。

一種鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑的制備方法，方法如下：以賴氨酸鈰、谷氨酸釩、EDTA鉬、苯丙氨酸鈮配合物溶液對Ti-MCM41分子篩進行離子晶格交換，制備得到鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑。

優選地，鈰-釩-鉬-鈮-鈦五金屬骨架型MCM-41分子篩催化劑的制備方法，方法如下：

B1：將Ti-MCM41分子篩研磨待用；