一种制备丙二醇的方法技术

本发明专利技术公开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、水与催化剂混合接触，其特征在于所说催化剂含有多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐以及钛硅分子筛，该方法具有高的环氧丙烷转化率和丙二醇选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种催化环氧丙烷水合制备丙二醇的方法。
技术介绍
丙二醇(PG)，别名丙烯甘醇或1，2-丙二醇，是不饱和聚酯、环氧树脂、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；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制造各类软膏、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。现有技术中，丙二醇主要是通过丙烯衍生物的再转化来生产，通常是在180-220°C 和15-25Bar条件下进行，反应的同时必须采用大量的水以抑制聚乙二醇的产生。CN1768027A公开了一种制备丙二醇 的方法，该方法经过丙烯氧化物与二氧化碳先接触生成碳酸亚丙酯的中间物。CN1678598A公开了丙二醇的连续制备方法，包括三个步骤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针对现有工艺的不足，提供一种工艺简单、环境友好的制备丙二醇的方法。本专利技术的专利技术人在长期的科研实践中发现，在环氧丙烷水解反应过程中引入多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐结合钛硅分子筛作为催化剂可以大大提高的环氧丙烷的转化率与丙二醇的选择性，并基于此完成了本专利技术。本专利技术提供的制备丙二醇的方法，该方法包括在水解反应条件下，将环氧丙烷、 水与催化剂混合接触，其特征在于所说催化剂含有多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐以及钛硅分子筛。本专利技术提供的方法为绿色合成工艺，反应条件温和，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。从实施例和对比例的比较结果可以看出，本专利技术方法中，环氧丙烷的转化率可达到85% (实施例1)，而在相同反应条件下，只使用TS-1 作为催化剂的对比例2中环氧丙烷转化率仅为14%，不使用催化剂的对比例I中的环氧丙烷则基本不转化；此外，从实施例1-17的结果可以看出，说明本专利技术的方法催化活性高，且丙二醇选择性好。具体实施方式本专利技术提供了，该方法包括在水解反应条件下，将环氧丙烷、水与催化剂混合接触，其特征在于所说催化剂含有多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐以及钛硅分子筛。根据本专利技术的方法，催化剂中，钛硅分子筛与多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐的重量比的可选范围较宽，为了获得较高的环氧丙烷转化率和丙二醇选择性，优选情况下，所述多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐与钛娃分子筛的重量比可以为1: 0.05-50, 更优选情况下，所述多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐与钛硅分子筛的重量比为 I 0.1-10。需要明确的是，本专利技术中的多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐的重量是指 可能存在的多金属含氧酸和可能存在的多金属含氧酸盐的重量之和。根据本专利技术的方法，本专利技术中所述多金属含氧酸可以为常用的各种多金属含氧酸 (包括还原态多金属含氧酸)，所述多金属含氧酸盐可以为常用的各种多金属含氧酸盐(包括还原态多金属含氧酸盐)，例如所述多金属含氧酸可以为杂多酸和/或同多酸，所述多金属含氧酸盐可以为杂多酸盐和/或同多酸盐。所述同多酸的概念为本领域技术人员所熟知，是指由相同的酸酐组成的一类酸， 也可以认为是两个或两个以上同种简单含氧酸分子缩合而成的酸。在过渡金属中易形成同多酸的有Mo、W、V、Cr等元素。同多酸中的氢离子被金属离子取代可生成相应的同多酸盐。所述杂多酸的概念也为本领域技术人员所熟知，一般是指由杂原子(如P、S1、Fe、 Co等)和多原子(如Mo、W、V、Nb、Ta等)按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸。杂多酸中的氢离子被金属离子取代可生成相应的杂多酸盐。本专利技术中，所述同多酸(盐)包括还原型的同多酸(盐)，即同多蓝。所述杂多酸(盐)包括还原型的杂多酸(盐)，即杂多蓝，杂多蓝是一大类低价态的过渡金属杂多酸 (盐)的总称。杂多蓝通常由杂多酸或杂多酸盐还原得到，例如磷钥杂多酸用氯化亚锡还原得蓝色的磷钥蓝，又例如[SiW11O39]8_可还原为[SiW12O4J6_蓝色化合物，其中的钨为+5和 +6价的混合价态，P3+、Fe3+和Cr3+还可取代一个钨原子的位置。其它 的杂多蓝也可以通过还原其相应的酸或盐得到，在此不再一一赘述。在研究过程中，本专利技术的专利技术人发现，当所述多金属含氧酸和/或金属含氧酸盐中的金属元素选自第IVB族、第VB族、第VIB族和第VIIB族金属元素中的一种或多种时， 环氧丙烷的转化率可以进一步提高；进一步优选情况下，所述多金属含氧酸和/或金属含氧酸盐中的金属元素选自第VB族、第VIB族金属元素中的一种或多种；具体地，所述多金属含氧酸和/或金属含氧酸盐中的金属元素为钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钥、钨、锰、锝、铼中的一种或多种，优选为钥、钨、钒、铬、钽和铌中的一种或多种；特别优选地，所述多金属含氧酸为磷钨杂多酸、磷钥杂多酸、磷钒杂多酸、钥钒杂多酸、钥钨杂多酸、钨硅杂多酸、金属元素钥形成的同多酸、金属元素钨形成的同多酸和金属元素钒形成的同多酸中的一种或多种， 所述同多酸具体可以为 H4V2O7,H6V4O13^H7V5O16,H6V10O28,H6Mo7O24,H4Mo8O26 和 H10Mo12O41 中的一种或多种。所述多金属含氧酸盐可以为与上述的多金属含氧酸对应的，氢离子被金属离子取代的盐及其还原产物，例如，所述多金属含氧酸盐可以为上述的多金属含氧酸对应的铵、 碱金属、碱土金属盐中的一种或多种，如铵盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐等，在此不再一一赘述。此外，还包括还原型的，与所述多金属含氧酸(盐)相应的杂多蓝，如磷钨杂多蓝、磷钥杂多蓝、磷钒杂多蓝、钥钒杂多蓝、钥钨杂多蓝和钨硅杂多蓝中的一种或多种。本专利技术对所述多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐的结构无特殊要求，可以是各种结构的，如可以为Keggin、Dawson> Silverton、Waugh> Anderson 等结构。根据本专利技术的方法，本专利技术中所述钛硅分子筛可以为MFI结构的钛硅分子筛(如 TS-1)、MEL结构的钛硅分子筛(如TS-2)、BEA结构的钛硅分子筛(如T1-Beta)、MWff结构的钛硅分子筛(如T1-MCM-22)、二维六方结构的钛硅分子筛(如T1-MCM-41、T1-SBA-15)、 MOR结构的钛硅分子筛(如T1-MOR) ,TUN结构的钛硅分子筛(如T1-TUN)和其他结构的钛硅分子筛(如T1-ZSM-48)中的至少一种。优选情况下，所述钛硅分子筛为MFI结构的钛硅分子筛、MEL结构的钛硅分子筛和 BEA结构的钛硅分子筛中的一种或多种，更优选为MFI结构的钛硅分子筛。更优选地，所述钛硅分子筛为空心结构晶粒的MFI结构钛硅分子筛，该空心结构的空腔部分的径向长度为 5-300纳米，且所述钛硅分子筛在25°^/匕=O. 10、吸附时间为I小时的条件下测得的苯吸附量为至少70毫克/克，该钛硅分子筛的低温氮吸附的吸附等温线和脱附等温线之间存在滞后环。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
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、水与催化剂混合接触，其特征在于所说催化剂含有多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐以及钛硅分子筛。

【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、水与催化剂混合接触，其特征在于所说催化剂含有多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐以及钛硅分子筛。2.按照权利要求1的方法，其中，所说的多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐与钛硅分子筛的重量比为1: 0.05-50。3.按照权利要求2的方法，其中，所说的多金属含氧酸和/或多金属含氧酸盐与钛硅分子筛的重量比为1: O. 1-10。4.按照权利要求1的方法，其中，所说的多金属含氧酸为杂多酸和/或同多酸，所说的多金属含氧酸盐为杂多蓝和/或同多盐。5.按照权利要求1的方法，其中，所说的多金属含氧酸中，金属元素选自第IVB族、第VB族、第VIB族和第VIIB族金属元素中的一种或多种。6.按照权利要求1的方法，其中，所说的多金属含氧酸中，金属元素选自第VB族、第VIB族金属元素中的一种或多种。7.按照权利要求6的方法，其中，所说的多金属含氧酸中，金属元素为钥、钨、钒、铬、钽和铌中的一种或多种。8.按照权利要求4的方法，其中，所说多金属含氧酸为磷钨杂多酸、磷钥杂多酸、磷钒杂多酸、钥钒杂多酸、钥钨杂多酸、钨硅杂多酸、金属元素钥形成的同多酸、金属元素钨形成的同多酸和金属元素钒形成的同多酸中的一种或多种。9.按照权利要求1、2或3的方法，其中，所说钛硅分子筛为MFI结构的钛硅分子筛、MEL结构的钛娃分子筛、BEA结构的钛娃分子筛、MWff结构的钛娃分子筛、MOR结构的钛娃分子筛、TUN结构的钛硅分子筛和...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，林民，朱斌，汝迎春，
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：