[发明专利]一种丙烯环氧化反应方法

说明书

本发明公开了一种丙烯环氧化方法，是在磁稳定床反应器中，将丙烯和溶剂、H₂O₂的混合物和具有磁性的Ti‑MWW分子筛催化剂接触反应，在温度为25～100℃，压力为0.1～10.0MPa，丙烯重量空速为0.1～15h^‑1，磁场强度为100～1000奥斯特的条件下进行反应，使丙烯转化为环氧丙烷。该反应的产物环氧丙烷的产率和选择性分别大于92％和大于98％，H₂O₂转化率和利用率分别大于98％和大于93％，产品品质提高，反应效率也提高了，并降低分离提纯成本。与流化床工艺方法相比，由于磁场破碎气泡，因而传质效率高、催化剂带出少，有利于降低能耗，减少环境污染，提高装置加工能力。

技术领域

本发明属于已知化合物的制备方法，具体涉及到一种在磁稳定床中复合磁性Ti-MWW分子筛催化丙烯环氧化反应制备环氧丙烷的方法。

背景技术

环氧丙烷(PO)是一种重要的大宗化工原料，因其具有张力很大的含氧三员环，化学性质十分活泼，用途广泛，主要用于生产聚醚，进一步生产聚氨酯塑料、泡沫稳定剂、造纸工业消泡剂、原油破乳剂、油井酸处理润湿剂及高效低泡洗涤剂等。环氧丙烷还用来生产丙二醇，进而生产不饱和聚酯树脂等。随着环氧丙烷用途的扩大和下游产物用量的不断增长，特别是汽车、建筑家居等行业的兴旺，对聚氨酯以及非离子表面活性剂需求量大幅度增加，导致环氧丙烷的市场需求旺盛。

目前，世界上环氧丙烷的工业生产方法主要有氯醇化法、共氧化法(也称联产法、间接氧化法)、异丙苯氧化法(CHP法)和H₂O₂直接氧化法(HPPO法)，其中HPPO法因为环保无污染而成为当今研究开发的重点，且趋于成熟，展示出良好的工业化前景。用TS-1和Ti-MWW分子筛可以用作丙烯制环氧丙烷的新工艺(HPPO)催化剂。HPPO过程最优溶剂分别为甲醇和乙腈，主产物为环氧丙烷。

专利CN103724299B中披露了n个串联固定床反应器用作丙烯环氧化反应，原料按照物流方向依次进入串联固定床反应器中，与各个反应器内TS-1型钛硅分子筛的催化剂接触，生成包括环氧丙烷的产品。按照原料流动方向串联排布的每个反应器的反应温度依次递减。专利CN101941954B描述一种催化剂床层被分割成2以上的整数的n个区段串联使用的固定床反应器，用于H₂O₂和丙烯制备环氧丙烷。

专利CN104130216B开发出一种H₂O₂直接氧化丙烯/丙烷混合气采用流化床环流反应器连续生产环氧丙烷的工艺。该工艺中淤浆出料经过闪蒸塔分别将低氧丙烯/丙烷混合气和环氧丙烷蒸出，含催化剂的母液经膜分离器进行分离细颗粒分子筛催化剂浆液和母液，母液经闪蒸分离甲醇后，利用回收溶剂甲醇在高氧丙烯/丙烷吸收塔内同步回收反应后残余的高氧丙烯/丙烷混合气并循环使用，催化剂浆液在线部分再生后返回反应器循环使用。

专利CN101456849B开发出一种二氧化碳为反应介质在超临界条件下催化丙烯环氧化制备环氧丙烷的方法及装置。先加入大粒径TS-1催化剂，然后加入气体反应物丙烯于混合器中，并在混合器中加入液体反应物H₂O₂的水溶液及共溶剂甲醇，二氧化碳通入混合器与丙烯、H₂O₂的水溶液及共溶剂甲醇混合后进入反应器中反应，得到反应产物环氧丙烷。

发明内容

本发明目的是针对目前丙烯环氧化反应中采用固定床压降过高、产生沟流和局部过热影响反应性能的问题，也解决了流化床相间返混和颗粒流失现象造成催化性能下降的问题，开发出来磁稳定床和一种复合磁性Ti-MWW分子筛催化剂相组合的新工艺方法，提高了丙烯转化的活性和产物的选择性。