环氧丙烷方法技术

本发明专利技术公开了一种由丙烯制备环氧丙烷的方法。所述方法包括在催化剂和溶剂存在下将丙烯、氧气和氢气进行反应而生产包含环氧丙烷的反应混合物。从所述反应混合物中分离丙烯、氧气、氢气和环氧丙烷，制得包含甲醇的剩余混合物。将所述剩余混合物的一部分循环至所述反应中。对所述剩余混合物的一部分进行蒸馏而产生馏出的甲醇流股，将所述甲醇流股循环至所述反应中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过丙烯、氧气和氢气在催化剂和溶剂存在下发生反应而制造环氧丙 烷的方法。
技术介绍
环氧丙烷是重要的工业化学中间体。通过在催化剂存在下在溶剂中利用氧气和氢 气直接对丙烯进行环氧化能够制造环氧丙烷(美国专利7，138，535和5，973，171)。美国 专利5，973，171还提出，从反应混合物中回收甲醇溶剂并将回收的溶剂循环至环氧化反应中。专利技术_既述本专利技术是一种由丙烯、氧气和氢气制备环氧丙烷的方法。所述方法包括在催化剂 和溶剂存在下使丙烯、氧气和氢气反应而制造包含环氧丙烷的反应混合物。将丙烯、氧气、 氢气和环氧丙烷从反应混合物中分离出来而制得包含甲醇的剩余混合物。将一部分剩余混 合物循环至环氧化反应中。对其余的剩余混合物进行蒸馏而产生馏出的甲醇流股，将其循 环至环氧化反应中。在反应混合物中甲醇与水的重量比大于7 3。附图简述附图说明图1是本专利技术一个实施方案的示意图。专利技术详述所述方法包括在催化剂存在下使丙烯、氧气和氢气反应(“反应步骤”)。合适的 催化剂包含过渡金属沸石和贵金属。除了氧之外，沸石还通常含有Si、Ge、Al、B或P等中 的一种或多种。过渡金属沸石(例如钛沸石、钒沸石)是具有多孔分子筛结构并含有过渡 金属的晶体材料。过渡金属为3 12族的元素。这些元素的第一排包含从的元 素。优选的过渡金属为Ti、V、Mn、Fe、Co、Cr、Zr、Nb、Mo和W。尤其优选Ti、V、Mo和W。最 优选Ti。尤其优选钛硅沸石-1 (TS-1，具有类似于ZSM-5铝硅酸盐的MFI拓扑结构的钛硅 沸石)。合适的钛沸石包括硅酸钛(钛硅酸盐)。优选地，它们在晶格框架中不含有除了 钛、娃禾口氧元素之夕卜的元素(参见R. Szostak,"Non-aluminosilicate Molecular Sieves，，, Molecular Sieves :Principles ofSynthesis and Identification(1989), Van Nostrand Reinhold, pp. 205-282)。在晶格中可存在少量杂质如硼、铁、铝、磷、铜以及它们的混合物。 杂质的量优选小于0.5重量％ )，更优选小于0. lwt%。优选的硅酸钛通常具有与 下列经验式相对应的组成=XTiO2 · (1-x) SiO2，其中χ为0. 0001 0. 5。更优选地，χ的值 为0.01 0.125。在沸石的晶格框架中硅与钛的摩尔比为从9. 5 1 99 1是有利 的(最优选9. 5 1 60 1)。使用相对富集钛的沸石也是所期望的。尤其优选的钛沸 石包括通常称作钛硅沸石的一类分子筛(参见Catal. Rev. -Sci. Eng. 39(3) (1997)209)。 其实例包括TS-1、TS-2(具有与ZSM-Il铝硅酸盐相类似的MEL拓扑结构)和TS_3(如比 利时专利1，001，038中所述)。使用具有与沸石β、丝光沸石、ZSM-12、MCM-22、MCM-41 和MCM-48同形的框架结构的钛沸石也是合适的。在美国专利4，卯4，325、6，077，498和6，114，551 ；Maschmeyer, T.，等人 Nature 378 (9) (1995) 159 ；Tanev, P. Τ.，et al.，Nature 368(1994)321 ；Corma, A.，J. Chem. Soc.，Chem. Commun. (1998)579 ；Wei D.，等人，Catal. Today 51(1999)501)中对MCM_22、MCM_41和MCM-48沸石的实例进行了描述。最优选TS-1。合适的贵金属包括例如金、银、钼、钯、铱、钌、铼、铑、锇以及它们的混合物。优选的 贵金属为Pd、Pt、Au、Re、Ag以及它们的混合物。尤其优选包含钯的催化剂。典型地，存在 于催化剂中的贵金属的量为0.01 20wt%，优选0. 1 5wt%。所述贵金属和过渡金属沸石可以在单个颗粒上或在分开的颗粒上。例如，可以将 贵金属负载在过渡金属沸石上。或者，催化剂可包含过渡金属沸石和负载在载体上的贵金 属的混合物。适用于负载的贵金属的载体包括碳、氧化钛、氧化锆、氧化铌、氧化硅、氧化铝、 氧化硅-氧化铝、氧化钛-氧化硅、离子交换树脂等以及它们的混合物。将贵金属并入催化剂的方式不是关键。例如，可通过浸渍、离子交换、吸附、沉淀等 将贵金属负载在过渡金属沸石或其他载体上。过渡金属沸石与贵金属的重量比不是特别关键。然而，优选过渡金属沸石与贵金 属的重量比为10 1 10000 1。催化剂可以为各种形状和大小的粉末或颗粒。合适的催化剂的粒度为约 0. 0001 约3mm。通过造粒、喷雾干燥、挤出等可将催化剂成形为颗粒。所述方法使用丙烯。可使用包含丙烯的任何气体。典型地，其包含超过90wt%的 丙烯。优选地，其包含超过95wt%的丙烯。可使用丙烯和丙烷的混合物。所述方法使用氧气。可使用包含氧气的任何气体。典型地，其包含超过IOwt %的 氧气。优选地，其包含超过90wt%的氧气。所述方法使用氢气。可使用包含氢气的任何气体。典型地，其包含超过IOwt %的 氢气。优选地，其包含超过90wt%的氢气。氢气与氧气的摩尔比通常为1 100 10 1，尤其有利地为1 5 2 1。氧 气与丙烯的摩尔比通常为1 1 1 20，优选1 1.5 1 10。除了丙烯、氧气和氢气，还可使用稀释气体。合适的稀释气体包括氮气、氦气、氩 气、二氧化碳和饱和烃(例如甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷)。能够使用所述稀释气体的混合 物。丙烯与稀释气体的摩尔比通常为100 1 1 20，尤其20 1 1 20。 所述方法使用甲醇作为溶剂。除了甲醇之外，还可将水用作共溶剂。 所述方法使用缓冲剂。所述缓冲剂能够在环氧化期间防止丙二醇或二醇醚的形成 并提高反应速率和选择性。典型地向溶剂中添加缓冲剂以形成缓冲溶液，或分开添加溶剂 和缓冲剂。有用的缓冲剂包括任意合适的含氧酸的盐，其在混合物中的性质和比例应使得 其溶液的PH优选为3 12，更优选4 10，最优选5 9。合适的含氧酸的盐含有阴离子 和阳离子。所述阴离子可包括磷酸根、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、羧酸根(例如乙酸根)、 硼酸根、氢氧根、硅酸根、铝硅酸根等。所述阳离子可包括铵、烷基铵(例如四烷基铵、吡啶 鐺)、烷基磷鐺、碱金属和碱土金属离子等。实例包括NH4、NBu4、Wi54、Li、Na、K、Cs、Mg和Ca 阳离子。优选的缓冲剂包含选自磷酸根、碳酸根、重碳酸根、硫酸根、氢氧根和乙酸根的阴离 子和选自铵、烷基铵、烷基磷鐺、碱金属和碱土金属离子的阳离子。缓冲剂可优选含有超过 一种的合适盐的组合。典型地，缓冲剂在溶剂中的浓度为0. 0001M 1M，优选0. 0005M 0.3M。更优选的缓冲剂包括碱金属磷酸盐和磷酸铵。尤其优选磷酸铵缓冲剂。例如，可使用包含摩尔比为11 31的铵离子和磷酸根离子的缓冲剂。典型地，在30 100°C、优选50 70°C的温度和100 800psig、优选150 400psig的压力下实施所述反应步骤。所述催化剂优选为悬浮床或固定床的形式。可以以连续流动、本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生产环氧丙烷的方法，所述方法包括：（ａ）在催化剂和甲醇存在下使丙烯、氧气和氢气反应而生产包含环氧丙烷的反应混合物；（ｂ）从所述反应混合物中分离丙烯、氧气、氢气和环氧丙烷以产生包含甲醇的剩余混合物；（ｃ）将所述剩余混合物的一部分循环至步骤（ａ）中；（ｄ）分离所述剩余混合物的一部分而产生甲醇流股；和（ｅ）将所述甲醇流股循环至步骤（ａ）；其中所述反应混合物包含重量比大于７∶３的甲醇和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锑，
申请(专利权)人：利安德化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US