制备环氧丙烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备环氧丙烷的催化剂及方法，主要解决现有技术中存在的因环氧化催化剂中微量氯离子引起环氧丙烷产品质量下降的问题。该方法包括如下步骤，由含氮气的气体吹扫环氧化催化剂，然后再进过氧化氢异丙苯和丙烯原料制备环氧丙烷。本发明专利技术通过预处理环氧化催化剂，较好地解决了该问题。可用于环氧丙烷的工业生产中。

Method of preparing propylene oxide

【技术实现步骤摘要】
制备环氧丙烷的方法
本专利技术涉及一种制备环氧丙烷的催化剂及方法。
技术介绍
环氧丙烷是重要的基础化工原料，是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品，其用途十分广泛，主要用于生产：聚醚多元醇(其与MDI或TDI反应制聚氨酯)、丙二醇(主要用于制不饱和聚酯)、丙二醇醚、二丙二醇醚、阻燃剂、合成润滑油、表面活性剂、碳酸丙烯酯等，其应用领域遍及从基础产业、国防到人民日常生活的各个方面。PO的生产工艺主要有三种：氯醇法、共氧化法(又叫“间接氧化法”)和双氧水直接氧化法(HPPO法)。其中，共氧化法又分为乙苯共氧化法(联产苯乙烯的共氧化法，简称PO/SM法)、异丁烷共氧化法(联产叔丁醇的共氧化法，简称PO/TBA法)和异丙苯共氧化法(简称CHP法)。目前，PO生产的三种工艺在全球生产能力中所占的比例分别为43.2％、51.9％和4.9％。1995年到2010年世界环氧丙烷需求量从382.2万吨增大到656.3万吨，增长迅速，并且环氧丙烷的生产主要集中在美国、西欧、日本等国家，其生产能力约占全世界总量的2/3。环氧丙烷的消费情况，其人均年PO消耗量分别为：北美4.746kg、西欧5.114kg、日本2.586kg，而中国仅为1.008kg，若消费随国民经济平均8％同步增长，2020年我国人均年消费PO将达到2.15kg，PO总消费量将达288万吨，增长潜力巨大。2015年国内环氧丙烷消费量达206.6万吨，2020年将为256万吨，未来5～10年的PO需求增长率将超过5％，年需求增长将达10万吨以上。另据市场统计，我国环氧丙烷的消耗量从2005年的65.4万吨发展到了2011年的160.2万吨，增长近2.45倍，年平均增长率高达40％，2011年我国环氧丙烷进口量已达到31.4万吨。日本住友专利CN01808670.5公开了环氧丙烷的精制方法，该方法是脱除C5以下烃中的含氧杂质。
技术实现思路
本专利技术提供一种制备环氧丙烷的催化剂及方法，通过对环氧化催化剂进行预处理，提高环氧丙烷产品质量。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备环氧丙烷的催化剂，以重量份数计，包括含钛的分子筛，所述分子筛中氯重量含量小于40ppm；优选地，所述分子筛中氯重量含量小于30ppm。上述技术方案，优选地，所述分子筛包括MCM-22、MCM-49、MCM-56的至少一种。本专利技术还提供一种制备环氧丙烷的方法，包括如下步骤，用含氮气的气体对环氧化催化剂进行预处理，将反应物与环氧化催化剂接触反应制备环氧丙烷。上述技术方案，优选地，所述预处理具体实现为，用含氮气的气体吹扫催化剂。上述技术方案，优选地，所述预处理具体实现为，含氮气气体以10～5000ml/min流量进入催化剂床层，催化剂床层温度10～400℃，吹扫时间2～48小时。上述技术方案，优选地，氮气或空气以100～1000ml/min流量进入催化剂床层，催化剂床层温度20～200℃，吹扫时间5～24小时。上述技术方案，优选地，所述含氮气的气体包括氮气、空气。上述技术方案，优选地，所述环氧化催化剂包括含有钛的分子筛催化剂。较为优选地，含钛的分子筛包括含钛的MCM-22，含钛的MCM-49和含钛的MCM-56分子筛。上述技术方案，所述含钛的分子筛催化剂的制备方法包括分子筛与四氯化钛处理的步骤。所述处理包括浸渍。上述技术方案，所述含钛的分子筛的制备方法是本领域所熟知的。例如，MCM-22、MCM-49、MCM-56三种分子筛均在水热晶化条件下制备。在搅拌条件下，将硅溶胶、铝酸钠、六亚甲基亚胺、氢氧化钠、水按照硅铝摩尔比为10～30投料，升温至100℃～150℃，晶化40～120小时，降温。产物经过滤、洗涤、烘干得到分子筛原粉。原粉焙烧，分别得到MCM-22、MCM-49、MCM-56三种分子筛。把MCM-22、MCM-49、MCM-56三种分子筛分别与1mol/L四氯化钛等体积浸渍4小时，然后过滤、洗涤、120℃烘干、500℃焙烧得到MCM-22-Ti、MCM-49-Ti、MCM-56-Ti。经测定，在预处理前，上述含钛的分子筛催化剂中氯离子含量大于500ppm，为700ppm-900ppm。在预处理后，所述分子筛中氯重量含量小于40ppm；优选地，所述分子筛中氯重量含量小于30ppm。上述技术方案，优选地，含钛的分子筛催化剂的装填量为0.1～10克。较为优选地，含钛的分子筛催化剂的装填量为10～100克。上述技术方案，优选地，反应物为过氧化氢异丙苯和丙烯，过氧化氢异丙苯和丙烯的摩尔比为1:20，过氧化氢异丙苯空速为0.1～5h-1。较为优选地，过氧化氢异丙苯和丙烯原料的摩尔比为1:15，过氧化氢异丙苯空速为0.5～2h-1，上述技术方案，优选地，所述反应温度为20～400℃，反应压力0.1～10MPa。较为优选地，环氧化反应温度为40～200℃，反应压力0.1～5MPa。上述技术方案，优选地，还包括过量丙烯回收的步骤。反应产物从反应器出来后进入气液分离罐，气液两相分离后，气相进入丙烯回收塔，回收其中过量丙烯。其中，气液分离罐温度范围为50～150℃，压力范围为0.1～5MPa，，丙烯回收塔塔釜温度范围为30～150℃，塔压范围为0.5～2MPa，较为优选地，气液分离罐温度范围为80～120℃，压力范围为0.5～2MPa，丙烯回收塔塔釜温度范围为50～120℃，塔压范围为0.5～1MPa。上述技术方案，优选地，还包括产物环氧丙烷的精制步骤。液相进入精馏塔1，从塔顶出来的产物进入精馏塔2，从精馏塔2出来的产物为产品环氧丙烷。其中，精馏塔1的塔釜温度范围为80～200℃，塔压为0.1～5MPa，精馏塔2的塔釜温度范围为50～150℃，塔压为0.1～5MPa，较为优选地，精馏塔1的塔釜温度范围为100～150℃，塔压为0.5～2MPa，精馏塔2的塔釜温度范围为80～120℃，塔压为0.5～3MPa。上述技术方案，优选地，所述反应在固定床反应器中进行。本专利技术采用含氮气的气体对环氧化催化剂进行预处理，脱除环氧化催化剂中的氯离子，将预处理后的环氧化催化剂与反应物进行环氧化反应，提高了环氧化反应的选择性，收率及环氧丙烷产品质量。具体实施方式[实施例1]在搅拌条件下，将硅溶胶、铝酸钠、六亚甲基亚胺、氢氧化钠、水按硅铝摩尔比为30混合，加入到不锈钢高压釜中，升温至150℃，动态搅拌下，晶化40～120小时，降温。产物经过滤、洗涤、烘干得到分子筛原粉。原粉在300℃氮气气氛下焙烧2小时，以脱除样品中的模板剂，得到MCM-22分子筛。把MCM-22分子筛与1mol/L四氯化钛等体积浸渍4小时，然后过滤、洗涤、120℃烘干、500℃焙烧得到MCM-22-Ti。在固定床反应器中装入100克环氧化催化剂MCM-22-Ti，氮气以100ml/min的流量进入催化剂床层，床层温度20℃，吹扫5小时后，通入过氧化氢异丙苯和丙烯，其摩尔比为1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备环氧丙烷的催化剂，以重量份数计，包括含钛的分子筛，所述分子筛中氯重量含量小于40ppm；优选地，所述分子筛中氯重量含量小于30ppm。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备环氧丙烷的催化剂，以重量份数计，包括含钛的分子筛，所述分子筛中氯重量含量小于40ppm；优选地，所述分子筛中氯重量含量小于30ppm。


2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述分子筛包括MCM-22、MCM-49、MCM-56的至少一种。


3.一种制备环氧丙烷的方法，其特征在于，包括如下步骤，用含氮气的气体对催化剂进行预处理，将反应物与催化剂接触反应制备环氧丙烷；所述催化剂包括含钛的分子筛。


4.根据权利要求3所述一种制备环氧丙烷的方法，其特征在于，所述预处理具体实现为，用含氮气的气体吹扫催化剂；优选地，含氮气气体以10～5000ml/min流量进入环氧化催化剂床层，环氧化催化剂床层温度10～400℃，吹扫时间2～48小时。


5.根据权利要求3所述一种制备环氧丙烷的方法，其特征在于，所述含氮气的气体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪云，高焕新，金国杰，康陈军，黄政，汪超，丁琳，
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上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11