具有添加缓和剂的环氧化方法技术

本发明专利技术提供了具有添加缓和剂的环氧化方法。本发明专利技术提供了一种用于烯烃环氧化的方法，包括以下步骤：使含烯烃、氧和缓和剂的进料气体组合物反应，所述缓和剂在环氧化催化剂存在下在第一温度下具有最佳缓和剂浓度并具有第一选择性；以及增加所述最佳缓和剂浓度至第二缓和剂浓度，由此将所述第一选择性下降到第二选择性以及将所述第一温度下降到第二温度。

Epoxidized method with added relaxant

The invention provides an epoxidation process with a relaxation agent. The present invention provides a method for epoxidation of olefins, comprising the following steps: reacting a feed gas composition containing olefins, oxygen and moderators with the optimum moderator concentration and first selectivity at the first temperature in the presence of an epoxidation catalyst; and increasing the optimum moderator concentration The first selectivity is thus reduced to the second selectivity and the first temperature to the second temperature by the concentration of the second moderator.

【技术实现步骤摘要】
具有添加缓和剂的环氧化方法本申请是申请日为2012年10月17日，申请号为201280062741.1，专利技术名称为“具有添加缓和剂的环氧化方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的参考本申请要求于2011年10月18日提交的美国临时申请系列号61/548,502的权益，其全部内容和公开引入本文以供参考。
本专利技术涉及一种在添加的缓和剂存在下，烯烃环氧化的方法。
技术介绍
虽然在自然环境中存在极少量，环氧乙烷最早在1859年由法国化学家Charles-AdolpheWurtz利用所谓的“氯乙醇”法，在实验室环境中合成。然而，在Wurtz的时期并没有完全理解环氧乙烷作为工业化学品的有用性；并且利用氯乙醇法的环氧乙烷的工业化生产并没有开始，直至第一次世界大战前夕，至少部分是由于对作为防冻液用于快速增长的汽车市场中的乙二醇需求的迅速增加(其中环氧乙烷是一种中间体)。即使这样，所述氯乙醇法产生相对少量的环氧乙烷，并且是非常不经济的。所述氯乙醇法最终被另一种方法取代，乙烯与氧气直接催化氧化，1931年另一位法国化学家ThèodoreLefort发现了环氧乙烷合成中的第二个突破的结果。Lefort使用固体银催化剂和包含乙烯的气相进料并利用空气作为氧源。自从直接氧化方法开发以来的八十年中，环氧乙烷的生产已显著增加，今天它是化工行业中最大量产品之一，有人估计，占由非均相氧化生产的有机化学品总值的一半。2010年全球的产量约2200万吨。约70％的生产的环氧乙烷进一步被加工成乙二醇；约20％的制备的环氧乙烷转化成其它环氧乙烷衍生物，仅相对少量的环氧乙烷直接用于应用中，如蒸汽灭菌。通过对环氧乙烷催化和加工的不断深入研究，已经完成了环氧乙烷生产的增长，这仍然是工业界和学术界研究人员的一个感兴趣话题。近年来特别令人感兴趣的是利用所谓的“高选择性催化剂”，环氧乙烷生产的适当的操作和加工参数，该催化剂是含少量的“促进”元素，如铼和铯，的基于Ag的环氧化催化剂。缓和剂，特别是氯化物缓和剂一直被用在进料混合物中，用于气相生产环氧乙烷(见，例如，Law等人，1942年4月14日公开的美国专利号2,279,469；1967年1月18日公开的英国专利号1,005147以及Lauritzen，1994年1约19日公开的欧洲专利号0,352,850B1)并且也一直被称为各种“抑制剂”、“反催化剂”，和“促进剂”。虽然在这些现有出版物中并没有完全理解缓和剂的角色，已经很好理解的是缓和剂在维持催化剂的选择性中起着关键作用-乙烯部分氧化为环氧乙烷的效率。对于含铼，高选择性催化剂而言情况尤其如此，因为这些催化剂的选择性相对于缓和剂浓度趋于非常陡峭，因此，远离最优缓和剂浓度的小的变化(对于给定温度和和催化剂使用期，缓和剂浓度提供了最大的测量或观察的选择性)可以引起选择性能的显著下降。除选择性之外，活性曲线-如通过保持恒定生产所必需的催化剂温度测量的-也对缓和剂浓度敏感。更具体地，所述催化剂温度与缓和剂浓度成反比，这意味着通过不断增加缓和剂浓度可以获得较低催化剂温度。尽管在选择性和活性之间存在明显的权衡，涉及设计、供应或操作环氧乙烷工厂的那些已投入相当大的关注和资源，试图调节缓和剂浓度，以实现最大的选择性，即使这也必然意味着在比使用较高缓和剂浓度可能获得的更高温度下操作催化剂。寻求最佳缓和剂浓度的最直接的方法(因而最大的选择性)涉及简单的手动调整反应器进料和操作参数-当改变反应器温度或进料组合物时，操作员以小的增量调整缓和剂浓度，直至达到最大的选择性。任何进一步增加缓和剂浓度将导致选择性下降。作为手动调整缓和剂水平的替代方案，在现有技术中之前也已提出用于缓和剂水平的自动的和计算机控制的调整技术。例如，美国专利号7,657,331和7,657,332列举了具体配方和比例，以预测最佳缓和剂水平应该是多少，利用“Q值”计算正确的氯化物浓度。该Q值是总“有效”缓和剂与总“有效”烃的比。通过每种烃的摩尔浓度乘以校正因子来确定“有效”烃值，该校正因子(根据理论)为在不同烃从催化剂表面除去/剥去反应缓和剂(尤其是氯化物)的能力中的差异；同时通过每种缓和剂的摩尔浓度乘以校正因子来确定“有效”缓和剂值，该校正因子(再次根据理论)为存在于特定缓和剂中的“活性物质”数量。对于每种单独的缓和剂和烃确定了这些校正因子，使用的显然是实验性试错的复杂方法。实际上，在上述专利中没有专门提出用于确定这些校正因子的方法，也没有提出操作的任何实际例子。适用于更多样化缓和剂共混物的用于自动调整缓和剂水平的类似方法，可见于美国专利号7,615,655。如前所述，执行这两个过程是及其复杂的，并且在实际工厂操作中不太可能具有广泛的适用性。因此，尽管为了使选择性最大化设计的这些和其它技术的发展，对于高选择性催化剂的性能和要求一些工厂操作员仍然相当不满意。特别地，已经注意到，高选择性催化剂的性能比前一代高活性催化剂稳定性更差，因此具有明显更短的使用寿命。一个附加的问题是，在高选择性催化剂操作过程中产生更少蒸汽，并且由于环氧乙烷/乙二醇工厂依赖在反应器中产生的蒸汽，以在需要蒸汽的其它过程部分中供应蒸汽，从OSBL，界区外部，导入蒸汽可能是必要的，以确保正确的设备操作。在设施能力不足的地方，这个问题甚至可能进一步恶化。因此，在环氧乙烷工厂中存在对用于操作高选择性催化剂的方法的持续需求，其中这种方法促进改善的稳定性性能，并在反应器中提供了蒸汽的更连贯的生产。
技术实现思路
在本专利技术中已经发现，对于许多操作员和在许多环氧乙烷工厂中，在可选的调节期间后，当开始的运行选择性低于最大选择性时，通过增加缓和剂浓度，获得了环氧乙烷工厂的最有效和经济的操作。本专利技术涉及用于烯烃环氧化的方法，包括步骤以下：使含烯烃、氧和缓和剂的进料气体组合物反应，所述缓和剂在环氧化催化剂存在下在第一温度下具有最佳缓和剂浓度并具有第一选择性；以及增加所述最佳缓和剂浓度到第二缓和剂浓度，并由此将所述第一选择性降低至第二选择性，以及将所述第一温度降低至第二温度。附图说明当结合附图阅读时，将更好的理解前面的概述，以及本专利技术优选的实施方式的以下详细描述。为了说明本专利技术的目的，附图中示出了目前优选的实施方式。然而，应当理解，本专利技术并不限于所示的精确安排和手段。在附图中：图1是显示根据现有技术和根据本专利技术操作的理论曲线的环氧乙烷催化剂的曲线图。图2是在根据本专利技术提出的催化剂操作过程中，显示活性和选择性相对于缓和剂浓度的环氧乙烷催化剂的曲线图。图3是显示活性和选择性相对于缓和剂浓度的环氧乙烷催化剂曲线图，说明了从高选择性操作转移到高活性操作。具体实施方式本文所用的所有份数、百分比和比例都以体积表示，除非另有规定。本文引用的所有文献都引入本文以供参考。“最佳缓和剂浓度”是指在给定温度和在特定催化剂寿命下，提供最大的测量或观察的选择性的缓和剂浓度。本专利技术涉及烯烃的气相环氧化，通过使在反应器中含Re-基于银的催化剂与含至少氧气、烯烃，和缓和剂的进料接触，形成氧化烯烃。在本专利技术中已经发现在催化剂的有效寿命中改善的催化剂性能，以及可以通过在选择性低于最大选择性下操作催化剂获得工厂经济性和操作并且这可以通过增加缓和剂浓度到高于最佳缓和剂浓度的浓度来完成。如上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于烯烃环氧化的方法，包括：使含烯烃、氧和缓和剂的进料气体组合物反应，所述缓和剂在环氧化催化剂存在下在第一温度下具有最佳缓和剂浓度并具有第一选择性；以及增加所述最佳缓和剂浓度到第二缓和剂浓度，由此将所述第一选择性下降到第二选择性以及将所述第一温度下降到第二温度。

【技术特征摘要】
2011.10.18 US 61/548,5021.一种用于烯烃环氧化的方法，包括：使含烯烃、氧和缓和剂的进料气体组合物反应，所述缓和剂在环氧化催化剂存在下在第一温度下具有最佳缓和剂浓度并具有第一选择性；以及增加所述最佳缓和剂浓度到第二缓和剂浓度，由此将所述第一选择性下降到第二选择性以及将所述第一温度下降到第二温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二选择性和所述第一选择性之间的差为0.5到5％，以及所述第一选择性为87％到92％。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二选择性和所述第一选择性之间的差为1到4％。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二选择性和所述第一选择性之间的差为2到3％。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一温度和所述第二温度之间的差为0.5℃到20℃。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一温度和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈桑·伊萨·阿拉哈迈迪，阿肖克·S·帕迪亚，
申请(专利权)人：哈桑·伊萨·阿拉哈迈迪，阿肖克·S·帕迪亚，
类型：发明
国别省市：美国,US