一种环氧丙烷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧丙烷的制备方法，其特点是采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯和过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，所述丙烯与催化剂和溶剂的重量比为1:0.03~0.15:1~15；所述催化剂为Ti‑MSE分子筛或含Ti‑MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合。本发明专利技术与现有技术相比具有催化活性好，后处理简便，环氧丙烷收率高达93%，其择性性高达99%，环境友好，反应条件温和，具有一定的工业化推广运用前景和显著的经济价值。

Preparation method of propylene oxide

The invention discloses a preparation method of propylene oxide, which is characterized in that propylene oxide is synthesized by using titanium silicate molecular sieve with MSE topological structure as catalyst in the reaction system of propylene and hydrogen peroxide, the weight ratio of propylene to catalyst and solvent is 1:0.03-0.15:1-15, and the catalyst is Ti_MSE molecule. Sieves or combinations containing Ti_MSE molecular sieves; the solvents are any one or more mixtures of water, acetone, acetonitrile, methanol, ethanol, isopropanol and tert-butanol. Compared with the prior art, the invention has good catalytic activity, simple post-treatment, high yield of propylene oxide (93%), high selectivity (99%), environmental friendliness and mild reaction conditions, and has certain industrial application prospect and remarkable economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧丙烷的制备方法
本专利技术涉及有机化学合成
，尤其是一种以钛硅分子筛为催化剂，丙烯和过氧化氢为反应体系的环氧丙烷制备方法。
技术介绍
环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，近四分之三的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇，并进一步加工合成聚氨酯；其余四分之一则用于生产丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯等其它精细化学品。目前，工业上生产环氧丙烷的方法主要有：氯醇法、乙苯过氧化氢法、叔丁基过氧化氢法、异丙苯过氧化氢法和过氧化氢直接氧化法。氯醇法会副产大量的含氯废水，不仅会造成环境的污染，而且对设备具有较强的腐蚀性，逐渐被环境更加友好的乙苯过氧化氢法、叔丁基过氧化氢法、异丙苯过氧化氢法、过氧化氢直接氧化法等氧化技术所替代。过氧化氢直接氧化法分别以丙烯和过氧化氢为原料和氧化剂，在钛硅分子筛的催化作用下生产环氧丙烷，具有反应条件温和、活性高、选择性好、无污染等特点，是一种环境友好的环氧丙烷生产工艺。专利(US4833260)公开了一种以MFI拓扑结构的TS-1钛硅分子筛为催化剂合成环氧丙烷的方法，文献(StudiesinSurfaceScienceandCatalysis,2007,Vol.170,p1236-1243；JournalofCatalysis,2016,Vol.342,p173-183)报道了以MWW拓扑结构的Ti-MWW钛硅分子筛为催化剂合成环氧丙烷的方法。近来，随着钛硅分子筛合成技术的发展，越来越多结构新颖、孔道开放的钛硅分子筛催化剂材料被研发出来，有望进一步推进环氧丙烷生产工艺的发展。文献(GreenChemistry,2016,Vol.18,p735-741)报道了一种具有MSE结构的钛硅分子筛的制备及其在催化苯酚羟基化反应中的性能，然而，至今未有关于MSE结构的钛硅分子筛催化丙烯合成环氧丙烷的报道。基于MSE结构的钛硅分子筛在液相氧化反应中的优异催化性能，它有望高效地催化丙烯环氧化反应制备环氧丙烷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种环氧丙烷的制备方法，采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂与丙烯和过氧化氢的反应体系进行催化合成环氧丙烷，选择性高，催化活性好，环境友好，后处理简便，环氧丙烷收率高达93％，其择性性高达99％，反应条件温和，拓展了分子筛的应用领域，提供了新型、环境友好的环氧丙烷合成途径，具有一定的工业化推广运用前景和显著的经济价值。实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种环氧丙烷的制备方法，其特点是采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯与过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，具体制备包括以下步骤：a步骤：将丙烯与催化剂和溶剂按重量比为1:0.03～0.15:1～15搅拌混合成反应体系，所述催化剂为Ti-MSE分子筛或含Ti-MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合；b步骤：将反应体系在30～120℃温度下，逐滴加入质量浓度为2～65％的过氧化氢，滴加时间为0.1～3小时，滴加完毕后继续反应0.1～3小时，所述过氧化氢与丙烯的摩尔比为1:1～5；c步骤：反应结束后，滤出催化剂，其滤液经蒸馏分离，得产物为环氧丙烷。所述反应温度优选为50～80℃；所述滴加时间优选为0.1～2小时。所述过氧化氢的质量浓度优选为5～40％，过氧化氢与丙烯的摩尔比优选为1:1～3。本专利技术与现有技术相比具有催化活性好，后处理简便，环氧丙烷收率高达93％，其择性性高达99％，环境友好，反应条件温和，具有一定的工业化推广运用前景和显著的经济价值。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术的制备和应用作进一步的详细说明。实施例1第一步：将0.1gTi-MSE分子筛催化剂与10g叔丁醇和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加2.5ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后继续反应1小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得1.30g产物环氧丙烷，其收率为92.6％，环氧丙烷选择性为99.0％。实施例2第一步：将0.1gTi-MSE分子筛催化剂与5g丙酮和1g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加0.8ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后继续反应1.5小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得0.41g产物环氧丙烷，其收率为91.0％，环氧丙烷选择性为98.2％。实施例3第一步：将0.1gTi-MSE分子筛催化剂与10g叔丁醇和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至75℃时，向反应体系中滴加2ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后继续反应0.5小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得1.05g产物环氧丙烷，其收率为93.5％，环氧丙烷选择性为99.2％。实施例4第一步：将0.08gTi-MSE分子筛和0.02gTS-1分子筛的组合体为催化剂与10g叔丁醇和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加2.5ml质量浓度为40％的过氧化氢，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后继续反应0.5小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得1.31g产物环氧丙烷，其收率为93.2％，环氧丙烷选择性为99.5％。实施例5第一步：将0.1gTi-MSE分子筛催化剂与20g叔丁醇和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加2.5ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后继续反应1小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得1.32g产物环氧丙烷，其收率为94.0％，环氧丙烷选择性为99.5％。实施例6第一步：将0.07gTi-MSE分子筛和0.03gTi-MWW分子筛的组合体为催化剂与10g叔丁醇和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加1.7ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后继续反应0.5小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得0.88g产物环氧丙烷，其收率为92.2％，环氧丙烷选择性为99.5％。实施例7第一步：将0.05gTi-MSE分子筛和0.05gTi-MOR分子筛的组合体为催化剂与10g乙腈和2g气态丙烯加到反应器中，搅拌均匀得到的反应体系。第二步：将反应体系的温度升至60℃时，向反应体系中滴加1.7ml质量浓度为30％的过氧化氢，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后继续反应1.5小时。第三步：反应完毕后，按常规过滤方法分离出催化剂，然后按常规蒸馏操作，分离得0.88g产物环氧丙烷，其收率为92.2％，环氧丙烷选择性为99.5％。实施例8第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧丙烷的制备方法，其特征在于采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯与过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，具体制备包括以下步骤： a步骤：将丙烯与催化剂和溶剂按重量比为1 : 0.03 ~ 0.15: 1 ~ 15搅拌混合成反应体系，所述催化剂为Ti‑MSE分子筛或含Ti‑MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合； b步骤：将反应体系在30 ~ 120℃温度下，逐滴加入质量浓度为2 ~ 65 %的过氧化氢，滴加时间为0.1 ~ 3小时，滴加完毕后继续反应0.1 ~ 3小时，所述过氧化氢与丙烯的摩尔比为1 : 1 ~ 5；c步骤：反应结束后，滤出催化剂，其滤液经蒸馏分离，得产物为环氧丙烷。

【技术特征摘要】
1.一种环氧丙烷的制备方法，其特征在于采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯与过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，具体制备包括以下步骤：a步骤：将丙烯与催化剂和溶剂按重量比为1:0.03~0.15:1~15搅拌混合成反应体系，所述催化剂为Ti-MSE分子筛或含Ti-MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合；b步骤：将反应体系在30~120℃温度下，逐滴加入质量浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，卢信清，殷剑雍，徐浩，尹金鹏，吴海虹，何鸣元，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31