[發明專利]一種環氧乙烷的制備方法

在審

• 申請號: 202010510198.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN112028857A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 郭韜;吳爭;張景賽;王恒;陳飛彪;廖維林
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: C07D301/12
• 分類號: C07D301/12;C07D303/04;B01J29/89;B01J35/10;B01J35/02
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

本發明提供了一種環氧乙烷的制備方法，該方法以含鉬空心鈦硅分子篩為催化劑，通過鹵醇法制備環氧乙烷。

技術領域

本發明涉及環氧乙烷的制備方法，具體涉及使用催化劑的環氧乙烷的制備方法。

背景技術

環氧化合物對于應變的三元環是非?；钴S的，是化學工業的重要原料。環氧化合物通常以氧氣、過氧化氫和有機過氧化物為氧化劑，通過烯烴環氧化反應合成。環氧乙烷是最重要的環氧化合物之一，可衍生出一些重要的精細化工中間體，被廣泛應用于洗滌、制藥、印染等行業。目前環氧乙烷被主要用于生產單體乙二醇、合成洗滌劑、非離子表面活性劑、抗凍劑、乳化劑等多種產品。工業上是用氧化劑在負載銀催化劑上生產的。雖然均相催化劑和多相催化劑在環氧化反應中都表現出良好的活性，但考慮到穩定性和可重復使用性，多相催化劑是首選。

現有技術中，制備環氧乙烷的方法主要包括氯醇法和氧化法兩種。氯醇法通過將乙烯鹵醇化以后再與堿發生皂化反應制備環氧乙烷。氧化法則可分為空氣法和氧氣法兩種，前者以空氣為氧化劑，后者用濃度大于95％的氧氣作為氧化劑。

鹵醇法制備環氧乙烷有著悠久的歷史，該法生產工藝成熟，操作負荷彈性大，選擇性好，對原料烯烴的純度要求不高，從而可提高生產的安全性；并且其固定資產建設投資少，產品成本低。但是其有著廢水廢渣難以處理、環境污染嚴重、能耗高、轉化效率低等難以逾越的難題。

而通過設計研制活性更高、選擇性更好的催化劑，改進生產、廢渣處理工藝，有望實現降低傳統鹵醇法的生產能耗與物耗，減少廢渣廢水排放，提高轉化效率，使傳統鹵醇法工藝煥發新生。

鈦硅分子篩(TS-1)是烯烴環氧化的重要催化劑，但對某些烯烴來說，其結晶微孔太小。雖然晶內介孔可以消除擴散限制，但考慮到烯烴的轉化，催化性能還有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環氧乙烷的制備方法。該方法以含鉬空心鈦硅分子篩為催化劑，實現干氣中乙烯的環氧化反應，制備環氧乙烷；對反應產物環氧乙烷具有較高的選擇性，并能分解氯醇法工藝的廢渣，解決傳統氯醇法廢渣難處理，污染嚴重的問題。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：

本發明提供的一種環氧乙烷的制備方法，包括以下步驟：

(1)鹵醇化：在反應裝置中加入含鉬空心鈦硅分子篩、雙氧水、鹵素單質和干氣，進行鹵醇化反應而得到鹵乙醇；

(2)皂化：將步驟(1)的鹵乙醇與堿金屬的氫氧化物進行皂化反應，分離而獲得環氧乙烷和鹵化堿金屬鹽；

其中，所述含鉬空心鈦硅分子篩的制備方法包括以下步驟：

(a)在含水溶劑存在下，將硅源與結構導向劑混合，使硅源被充分水解，再加入鉬源、鈦酸四丁酯和苯基丙基三甲氧基硅烷(PAPTMS)，得到前驅體溶液；

(b)將步驟(a)所得前驅體溶液倒入晶化釜中，密封后晶化，晶化后分離出固態物質，將固態物質在500-600℃煅燒，得到含鉬空心鈦硅分子篩。

進一步地，所述環氧乙烷的制備方法還包括以下步驟：

(3)電滲析：將步驟(2)獲得的鹵化堿金屬鹽經過雙極膜電滲析，得到堿金屬的氫氧化物和鹵化氫。

進一步地，所述含鉬空心鈦硅分子篩為酸洗后的含鉬空心鈦硅分子篩，所述酸洗后的含鉬空心鈦硅分子篩的制備方法包括以下步驟：

(a)在含水溶劑存在下，將硅源與結構導向劑混合，使硅源被充分水解，再加入鉬源、鈦酸四丁酯和苯基丙基三甲氧基硅烷(PAPTMS)，得到前驅體溶液；

(b)將步驟(a)所得前驅體溶液倒入晶化釜中，密封后晶化，晶化后分離出固態物質，將固態物質在500-600℃煅燒，得到含鉬空心鈦硅分子篩；