[发明专利]制备环氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备环氧化物的方法，特别涉及一种利用含镁的钛-硅分子筛作为催化剂制备环氧化物的方法。

背景技术

制备环氧化物的方法有氯醇法、共氧化法以及直接氧化法等。使用氯醇法制备环氧化物，在反应后会产生大量的含氯废水对环境造成危害；使用共氧化法制备环氧化物，其制备工艺复杂且具多种副产品。直接氧化法又可分为氧气直接氧化法以及过氧化物直接氧化法，利用直接氧化法生产环氧化物是直接通入纯氧作为反应物，其制备工艺简单且无中间产物，但该方法的产物选择性较低。由于前述缺点，因此利用过氧化物作为氧化剂进行环氧化反应的过氧化物直接氧化法成为目前广为使用的方法，该方法通常使用钛-硅分子筛作为催化剂，反应后催化剂与产物易分离。过氧化物直接氧化法不会对环境造成危害且不需耗费大量氧气，但环氧化物选择率及产率仍有待提升。

通常结晶性的钛-硅分子筛是利用水热法制备的，US 5,290,533、US5,888,471、US 5,977,009、US 6,042,807、US 6,083,864、US 6,329,537、US6,972,337及US 7,288,237中均提及，以水热法制备钛-硅分子筛时若有碱金属离子或碱土金属离子的存在会导致非预期的晶相形成，使得钛-硅分子筛的催化活性下降，因此反应溶液中应尽量避免这些金属离子的存在。

因此，开发一种能提高原料转化率、产物选择率和产率的环氧化物制法，已成为迫切待解的课题。

发明内容

本发明提供一种制备环氧化物的方法，包括：利用如下式(I)的钛-硅分子筛作为催化剂，使烯烃类化合物及氧化剂进行反应，使其形成环氧化物：

(Mg_xTi_ySi)O_z    式(I)

式中，x为0.001至0.05，y为0.005至0.1，z为x+2y+2。

一具体实施例中，该钛-硅分子筛的骨架为MFI、MEL、BEA、ZSM-48、MTW或MCM-41结构。

在前述的方法中，该烯烃类化合物与氧化剂的摩尔比介于1∶100至100∶1，优选介于1∶10至10∶1。反应进行的温度并无特别限制，通常为0至150℃，优选为25至120℃。反应滞留时间为1分钟至48小时，优选为10分钟至8小时。本发明的方法，可在任何压力下进行，但优选为1至100大气压，以增加气体反应物的溶解度。

本发明所提供的反应工艺可使用任何适当的反应容器或仪器，例如固定床、输送床、流体床、浆态搅拌或连续流搅拌反应器在单相或两相系统中以批次式、连续式或半连续式的方式进行。

进行反应时，催化剂的使用量并没有严格的限制，该催化剂用量只需在最短的时间内使环氧化反应能完全进行即可。一实施例中，本发明的方法以批次式进行环氧化反应，通常，1摩尔的烯烃类化合物使用0.001至10克的钛-硅分子筛。另一实施例中，本发明的方法是在固定床反应器中进行环氧化反应时，通常，每小时每千克的催化剂量对应1至100摩尔的烯烃类化合物。在整个环氧化反应混合物中钛的浓度通常维持在10到10000ppm。

本发明提供的制备环氧化物方法，不仅制备工艺简单且具有较高的过氧化氢转化率及高环氧化物产率等优点，且利于产业上的应用。

附图说明

图1为实施例1至7的钛-硅分子筛PXRD图谱。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所记载的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可通过其它不同的实施方式加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明所揭示的精神下赋予不同的修饰与变更。

本发明方法所使用的钛-硅分子筛在无水状态的化学式为

(Mg_xTi_ySi)O_z    式(I)

式中，x为0.001至0.05，y为0.005至0.1，z为x+2y+2。

该钛-硅分子筛可为粉末状、团块状、微球状、单块状、押出成型或其它任何型式。