钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用制造技术

本发明专利技术涉及丙二醇生产领域，公开了钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用。本发明专利技术提供的制备丙二醇的方法包括：在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与至少一种催化剂接触，其中，所述催化剂为钛硅铝分子筛。通过使用钛硅铝分子筛作为催化剂，即使在较温和的反应温度下，本发明专利技术的方法也能够获得较高的环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。另外，本发明专利技术的方法中，催化剂易于回收利用，催化活性稳定性好，整个过程环境友好，简单易控制，且无特殊设备要求，利于工业化生产和应用。特别地，本发明专利技术的发明专利技术人发现，将处理后达特定结晶度的卸出剂与其它原料一起热处理而获得的钛硅铝催化剂用于本发明专利技术的反应中能够进一步提高环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。

Application of titanium silicalite molecular sieve in preparation of propylene glycol

The invention relates to the field of propylene glycol production, and discloses the application of titanium silicalite molecular sieve in preparing propylene glycol. The method for preparing propylene glycol comprises contacting propylene oxide and water with at least one catalyst under hydrolysis reaction conditions, wherein the catalyst is titanium silicate aluminum molecular sieve. By using titanium silicate aluminum molecular sieves as catalysts, the method of the present invention can achieve high conversion of propylene oxide and high selectivity of propylene glycol even at relatively mild reaction temperatures. In addition, in the method of the invention, the catalyst is easy to recycle, the catalytic activity is stable, the whole process is environmentally friendly, simple and easy to control, and has no special equipment requirements, which is conducive to industrial production and application. In particular, the inventor of the present invention has found that the titanium silicate aluminum catalyst obtained by heat treatment of the treated discharging agent reaching a specific crystallinity with other raw materials can further improve the conversion of propylene oxide and the selectivity of propylene glycol in the reaction of the present invention.

【技术实现步骤摘要】
钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用
本专利技术属于丙二醇生产领域，具体地，涉及一种钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用，特别是一种制备丙二醇的方法及钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用。
技术介绍
丙二醇(PG)，别名丙烯甘醇，常见的是1,2-丙二醇，是制备不饱和聚酯、环氧树脂和聚氨酯树脂的重要原料，其中，不饱和聚酯大量用于表面涂料和增强塑料。丙二醇的粘性和吸湿性好，并且无毒，因而在食品、医药和化妆品工业中广泛用作吸湿剂、抗冻剂、润滑剂和溶剂。在食品工业中，丙二醇和脂肪酸反应生成丙二醇脂肪酸酯，主要用作食品乳化剂；同时，丙二醇也是调味品和色素的优良溶剂。丙二醇在医药工业中常用作各类软膏、油膏的溶剂、软化剂和赋形剂等，由于其与各类香料具有较好互溶性，因而也用作化妆品的溶剂和软化剂等。丙二醇还用作烟草增湿剂、防霉剂，食品加工设备润滑油和食品标记油墨的溶剂。此外，丙二醇的水溶液还是有效的抗冻剂。现有技术中，丙二醇主要是通过丙烯氧化物的再转化来生产，通常是在180-220℃和15-25巴下进行，同时必须采用大量的水以抑制聚乙二醇的产生。例如，CN1768027A公开了一种由丙烯氧化物制备丙二醇的方法，该方法首先使丙烯氧化物与二氧化碳在基本不含水的条件下接触反应，生成碳酸亚丙酯中间产物；然后，在使碳酸亚丙酯与水接触反应，得到丙二醇。CN1678598A公开了丙二醇的连续制备方法，包括3步：一是丙烯与双氧水反应得到环氧丙烷及丙二醇，二是环氧丙烷与水反应得到丙二醇，三是分离得到丙二醇。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的通过丙烯氧化物的再转化来制备丙二醇的方法通常需要在高温(如180-220℃)下进行的不足，提供一种制备丙二醇的方法及钛硅铝分子筛在制备丙二醇中的应用。本专利技术的专利技术人在研究过程中意外地发现，在环氧丙烷水解制备的丙二醇的过程中，如果在反应体系中引入钛硅铝分子筛作为催化剂，能够有效地降低反应温度，同时还能够明显提高环氧丙烷的转化率和丙二醇的选择性。在此基础上完成了本专利技术。本专利技术提供了一种制备丙二醇的方法，该方法包括：在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与至少一种催化剂接触，其中，所述催化剂为钛硅铝分子筛。通过使用钛硅铝分子筛作为催化剂，即使在温和的反应温度(如不高于100℃的温度)下，本专利技术的方法也能够获得较高的环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。另外，本专利技术的方法中，催化剂易于回收利用，整个过程环境友好，简单易控制，且无特殊设备要求，利于工业化生产和应用。特别地，本专利技术的专利技术人发现，将卸出剂处理成特定结晶度之后再与其它原料一起热处理而获得的钛硅铝催化剂用于本专利技术的反应中能够进一步提高环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供的制备丙二醇的方法包括：在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与至少一种催化剂接触，其中，所述催化剂为钛硅铝分子筛。根据本专利技术的方法，所述接触可以在没有溶剂存在下进行也可以在至少一种溶剂的存在下进行。在一定条件下，在溶剂存在下进行能够提高反应体系中各反应物之间的混合程度，强化扩散以及更方便地对反应的剧烈程度进行调节。当接触在溶剂存在下进行时，所述溶剂的种类没有特别限定。一般地，所述溶剂可以选自C2-C8的醚、C3-C8的酮和C2-C8的腈中的一种或多种。所述溶剂的具体实例可以包括但不限于：乙醚、甲基叔丁基醚、丙酮、丁酮和乙腈中的一种或多种。所述溶剂的用量没有特别限定，可以为常规选择。一般地，溶剂与所述催化剂的重量比可以0.1-1000：1，优选为20-500：1，更优选为20-200：1。所述环氧丙烷与水之间的比例可以为本领域的常规选择。现有的由环氧丙烷制备丙二醇的方法中，为了抑制副产物的生成，需要大量使用水。水的用量过大，一方面降低反应的效率，另一方面加重后续的分离纯化的负担，同时还增加产生的废水的量。本专利技术的方法使用钛硅铝分子筛作为催化剂，即使降低水的用量，也能获得高的丙二醇选择性。具体地，本专利技术的方法中，水与环氧丙烷的摩尔比可以在100：1以下，优选在50：1以下。在兼顾环氧丙烷转化率的条件下，从进一步降低水的用量的角度出发，水与环氧丙烷的摩尔比更优选在10：1以下，进一步优选在5：1以下。本专利技术的方法中，水与环氧丙烷的摩尔比可以在0.1：1以上，如0.2：1以上。在本专利技术的一种优选的实施方式中，环氧丙烷与水的摩尔比为1：0.1-10。在本专利技术的一种更为优选的实施方式中，环氧丙烷与水的摩尔比为1：2-5。所述催化剂的用量以能够实现催化功能为准。一般地，环氧丙烷与所述催化剂的重量比可以为0.1-500：1，优选为20-50：1。所述水解反应条件温度可以为0-80℃，优选为30-60℃；以表压计，压力可以为0-3MPa，优选为0.1-2.5MPa，更优选为1-1.5MPa。所述水解反应的时间可以根据实际情况进行调节，对此本专利技术没有特殊要求，只要能够实现本专利技术的目的即可。本专利技术的方法即使在温和的条件下进行水解，也能获得较高的环氧丙烷转化率和丙二醇转化率。在温和的条件下进行水解，一方面能够降低能耗，另一方面反应更易于控制。根据本专利技术的方法还可以包括从接触得到的混合物中分离出丙二醇。从接触得到的混合物中分离出丙二醇的方法没有特别限定，可以为本领域的常规选择。具体地，可以将接触得到的混合物进行固液分离，并将分离得到的液相进行蒸馏，从而得到丙二醇。所述钛硅铝分子筛是指钛原子和铝原子取代晶格骨架中一部分硅原子的一类沸石的总称。所述钛硅铝分子筛可以为常见的具有各种拓扑结构的钛硅铝分子筛，例如：所述钛硅铝分子筛可以为MFI结构的钛硅铝分子筛、MEL结构的钛硅铝分子筛、BEA结构的钛硅铝分子筛、MWW结构的钛硅铝分子筛、MOR结构的钛硅铝分子筛、TUN结构的钛硅铝分子筛、二维六方结构的钛硅铝分子筛和其它结构的钛硅铝分子筛中的一种或多种。所述钛硅铝分子筛优选为MFI结构的钛硅铝分子筛、MEL结构的钛硅铝分子筛和BEA结构的钛硅铝分子筛中的一种或多种，更优选为MFI结构的钛硅铝分子筛。根据本专利技术，只要使用钛硅铝分子筛作为催化剂即可实现本专利技术的目的，但是本专利技术的专利技术人在研究中发现，采用特定方法制得的钛硅铝催化剂将特别有利于提高环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。因此，根据本专利技术的一种优选实施方式A，所述钛硅铝分子筛通过如下方法制得：(1)将卸出剂与有机酸溶液混合打浆，并将得到的浆液进行第一热处理，分离得到相对结晶度为70-90％的第一固体，其中，所述卸出剂为以钛硅分子筛作为催化剂活性组分的反应装置的卸出剂；(2)将所述第一固体、铝源、可选的钛源与碱源在含水溶剂存在下混合后进行第二热处理。其中，所述钛源为选择性使用的成分。本专利技术的优选实施方式A中，所述以钛硅分子筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备丙二醇的方法，该方法包括：在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与至少一种催化剂接触，其中，所述催化剂为钛硅铝分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种制备丙二醇的方法，该方法包括：在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与至少一种催化剂接触，其中，所述催化剂为钛硅铝分子筛。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触在至少一种溶剂的存在下进行，所述溶剂与所述催化剂的重量比为0.1-1000：1，优选为20-500：1，更优选为20-200：1。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述溶剂选自C2-C8的醚、C3-C8的酮和C2-C8的腈中的一种或多种，优选地，所述溶剂选自乙醚、甲基叔丁基醚、丙酮、丁酮和乙腈中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，环氧丙烷与水的摩尔比为1：0.1-10，优选为1：2-5；环氧丙烷与催化剂的重量比为0.1-500：1，优选为20-50：1。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水解反应在温度为0-80℃、在压力为0.1-2.5MPa的条件下进行，压力以表压计。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钛硅铝分子筛为选自MFI结构的钛硅铝分子筛、MEL结构的钛硅铝分子筛、BEA结构的钛硅铝分子筛、MWW结构的钛硅铝分子筛、MOR结构的钛硅铝分子筛、TUN结构的钛硅铝分子筛和二维六方结构的钛硅铝分子筛中的一种或多种。7.根据权利要求1或6所述的方法，其中，所述方法进一步包括制备所述钛硅铝分子筛的步骤，包括：(1)将卸出剂与有机酸溶液混合打浆，并将得到的浆液进行第一热处理，分离得到相对结晶度为70-90％的第一固体，其中，所述卸出剂为以钛硅分子筛作为催化剂活性组分的反应装置的卸出剂；(2)将所述第一固体、铝源、可选的钛源与碱源在含水溶剂存在下混合后进行第二热处理。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述以钛硅分子筛作为催化剂活性组分的反应装置的卸出剂为氨肟化反应装置的卸出剂；和/或，步骤(2)按如下步骤进行：将铝源与碱源在含水溶剂存在下混合得到混合溶液，将所述混合溶液与所述第一固体和钛源混合后进行所述第二热处理；和/或，第一热处理的温度为20-45℃；第二热处理的温度为100-200℃；和/或，第一热处理的时间为1-30h；第二热处理的时间为0.5-25h；和/或，所述有机酸溶液的浓度>0....

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，林民，朱斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11