一种制备卤乙醇和环氧乙烷的方法技术

提供一种制备卤乙醇的方法，包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇。还提供一种卤醇法制备环氧乙烷的方法，包括(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇；(2)皂化：将步骤(1)的卤乙醇与碱金属的氢氧化物进行皂化反应，分离而获得环氧乙烷和卤化碱金属盐；任选地，(3)电渗析：将步骤(2)获得的卤化碱金属盐经过双极膜电渗析，得到碱金属的氢氧化物和卤化氢。本发明专利技术的方法以极高的选择性和收率制备卤乙醇或环氧乙烷，并且大幅度降低了废水、废渣的排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种卤乙醇的制备方法，以及由卤乙醇制备环氧乙烷的方法；更具体提供一种以乙烯为原料采用新卤醇法制备卤乙醇的方法，以及采用新卤醇法制备环氧乙烷的方法。
技术介绍
2-氯乙醇(也叫“氯乙烷”)是重要的有机溶剂和有机合成原料。用于制造环氧乙烷、合成橡胶、染料、医药及农药等，也用作有机溶剂。用于制造乙二醇、环氧乙烷，及医药、染料、农药的合成等。环氧乙烷(以下简称“EO”)是一种重要的有机化工原料。它是一种有机化合物，化学式是C2H4O，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。环氧乙烷为一种最简单的环醚，属于杂环类化合物，是重要的石化产品。环氧乙烷主要用于制造乙二醇(制涤纶纤维原料)、合成洗涤剂、非离子表面活性剂、抗冻剂、乳化剂以及缩乙二醇类产品，也用于生产增塑剂、润滑剂、橡胶和塑料等。广泛应用于洗染、电子、医药、农药、纺织、造纸、汽车、石油开采与炼制等众多领域。现有技术中，环氧乙烷的制备方法：一、氯醇法：分两步反应，第一步是将乙烯和氯气通入水中，生成2-氯乙醇。第二步是用碱(通常为石灰乳)与2-氯乙醇反应，生成环氧乙烷。二、氧化法：可分为空气法和氧气法两种。前者以空气为氧化剂，后者用浓度大于95％(体积)的氧气作为氧化剂。氯醇法生产历史悠久，氯醇法的主要工艺过程为乙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制，其特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好，对原料乙烯的纯度要求不高，从而可提高生产的安全性，建设投资少。由于固定资产投入少，产品成本较低，其产品具有较强的成本竞争力。现有技术的氯醇法制备环氧乙烷主要存在以下问题：①原料氯气与乙烯发生加成副反应，生成二氯乙烷。二氯乙烷很难被利用，浪费大量的原材料。另外，氯气与乙烯反应，放出大量的热，热量集中在反应容器中，导致生产危险行很大。②原料氯气在生产过程中不可避免的夹带少量氧气，随着反应的进行，氯气不断参加反应，因此需要不断的补充氯气，而氧气不能参与反应，不断累积在反应装置内，随着反应的进行，氧气浓度不断升高，而反应放出热量，氧气、氯气、乙烯同时存在，高温下容易引发爆炸。③反应产生盐酸，需要消耗大量的碱(例如氢氧化钙)来中和反应的生成物盐酸，才能有利于反应。④反应产生大量氯化钙，氯化钙导致产生的废水COD偏高，污染环境。⑤水资源消耗大，产生大量废水和废渣，氯醇法生产1t环氧乙烷产生40-50t含氯化物的废水、2.1t氯化钙废渣，该废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，难以处理，严重污染环境。⑥生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。用氯醇法工艺生产环氧乙烷，如果不能有效地解决废水、废渣问题，企业生产装置能力越大，其环保的包袱就越大；生产量越高，对环境的伤害就越深。所以说，环保已成为制约环氧乙烷工业发展的首要因素。美国开发和应用氯醇法制备环氧化物最早，应用初期，氯醇法工艺得到广泛的发展和生产。2000年，由于不能有效处理氯醇法工艺产生的废水，美国禁止使用氯醇法工艺生产环氧化物。
技术实现思路
本申请的专利技术人通过研究发现，采用乙烯、卤化氢和H2O2制备卤乙醇，然后皂化，能够以极高的选择性和收率制备环氧乙烷，并且大幅度降低了废水、废渣的排放。根据本专利技术的第一个实施方案，提供一种制备卤乙醇的方法，该方法包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和含Ti具有多级孔MFI结构分子筛(简称“HTS分子筛”)，进行卤醇化反应而得到卤乙醇。作为优选，步骤(1)中所述HTS分子筛为HTS-1、HTS-2、、HTS-3分子筛中的一种或多种。在本专利技术中，步骤(1)中所述卤化氢为氯化氢、溴化氢或碘化氢中的一种或多种。在本专利技术中，步骤(1)中乙烯与H2O2的摩尔比为1：0.1-100，优选1：0.5-50，更优选1：0.8-30，更优选1：0.9-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5，更优选1：1.1-2。在本专利技术中，所述H2O2的浓度(wt％)为2-100％，优选5-90％，更优选为8-80％，更优选为10-70％，更优选为15-60％，更优选20-50％。在本专利技术中，步骤(1)中乙烯与卤化氢的摩尔比为1：0.1-100，优选1：0.5-50，更优选1：0.8-30，更优选1：0.9-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5，更优选1：1.1-2。在本专利技术中，步骤(1)中的反应温度为0-60℃，优选10-50℃，更优选20-45℃。根据本专利技术的第二个实施方案，提供一种卤醇法制备环氧乙烷的方法，该方法包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇；(2)皂化：将步骤(1)的卤乙醇与碱金属的氢氧化物进行皂化反应，分离而获得环氧乙烷和卤化碱金属盐。作为优选，所述方法还包括：(3)电渗析：将步骤(2)获得的卤化碱金属盐经过双极膜电渗析，得到碱金属的氢氧化物和卤化氢。作为优选，所述方法还包括：(4)环氧化物的精制(如蒸馏或精馏)：将步骤(2)获得的环氧乙烷通过蒸馏和/或精馏，得到精制的环氧乙烷。作为优选，步骤(1)中所述HTS分子筛为HTS-1、HTS-2、、HTS-3分子筛中的一种或多种。在本专利技术中，步骤(1)中所述卤化氢为氯化氢、溴化氢或碘化氢中的一种或多种。在本专利技术中，步骤(1)中乙烯与H2O2的摩尔比为1：0.1-100，优选1：0.5-50，更优选1：0.8-30，更优选1：0.9-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5，更优选1：1.1-2。在本专利技术中，所述H2O2的浓度(wt％)为2-100％，优选5-90％，更优选为8-80％，更优选为10-70％，更优选为15-60％，更优选20-50％。在本专利技术中，步骤(1)中乙烯与卤化氢的摩尔比为1：0.1-100，优选1：0.5-50，更优选1：0.8-30，更优选1：0.9-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5，更优选1：1.1-2。在本专利技术中，步骤(1)中的反应温度为0-60℃，优选10-50℃，更优选20-45℃。在本专利技术中，步骤(2)中卤乙醇与碱金属氢氧化物的摩尔比为1：0.1-50，优选1：0.5-30，更优选为1：0.8-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5。在本专利技术中，步骤(2)中的反应温度为0-100℃，优选5-90℃，优选10-80℃，更优选20-60℃。作为优选，所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、或氢氧化钾、或氢氧化锂中的一种或多种。作为优选，所述卤化碱金属盐为氯化钠、氯化钾、氯化锂、溴化钠、溴化钾、溴化锂、碘化钠、碘化钾、碘化锂中的一种或多种。在本专利技术中，步骤(1)中卤化氢的浓度可以为任意浓度，当采用低浓度卤化氢时，可以很好的控制反应的进行速度；当采用高浓度卤化氢时，可以促使反应向生产卤乙醇的方向快速进行。只要反应体系中有卤化氢的存在，不管卤化氢的浓度是多少，反应均能进行，均能得到卤乙醇。作为优选，卤化氢的浓度为1-40％，进一步优选2-30％，在优选3-20％，更优选5-10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备卤乙醇的方法，包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇。

【技术特征摘要】
1.一种制备卤乙醇的方法，包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇。2.一种卤醇法制备环氧乙烷的方法，包括以下步骤：(1)卤醇化：在反应装置中加入卤化氢、H2O2、乙烯和HTS分子筛，进行卤醇化反应而得到卤乙醇；和(2)皂化：将步骤(1)的卤乙醇与碱金属的氢氧化物进行皂化反应，分离而获得环氧乙烷和卤化碱金属盐。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：(3)电渗析：将步骤(2)获得的卤化碱金属盐经过双极膜电渗析，得到碱金属的氢氧化物和卤化氢。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：(4)环氧化物的精制：将步骤(2)获得的环氧乙烷通过蒸馏和/或精馏，得到精制的环氧乙烷。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述HTS分子筛为HTS-1、HTS-2、、HTS-3分子筛中的一种或多种，和/或步骤(1)中所述卤化氢为氯化氢、溴化氢或碘化氢中的一种或多种。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中乙烯与H2O2的摩尔比为1：0.1-100，优选1：0.5-50，更优选1：0.8-30，更优选1：0.9-20，更优选1：1.0-10，更优选1：1.1-5，更优选1：1.1-2；和/或所述H2O2的浓度(wt％)为2-100％，优选5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林民，廖维林，舒兴田，
申请(专利权)人：江西苏克尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36