[发明专利]制备氧化丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氧化丙烯的方法。

背景技术

例如，众所周知，通过环氧化反应连续制备氧化丙烯的方法是将有机过氧化物和丙烯送入环氧化反应器中，该反应器填有固体催化剂，例如含钛二氧化硅(例如EP0345856A)。然而，存在的问题是，固体催化剂层的压力损失随延续操作时间而增加，且当压力损失超过催化剂所能承受压力的强度时催化剂会被破坏，以及不得不通过抑制原料供给的总量来减少生产数量以避免催化剂的破坏。

发明内容

在这种情况下，本发明的目的是提供一种连续制备氧化丙烯的方法，通过将有机过氧化物和丙烯送入填有固体催化剂的环氧化反应器中进行环氧化反应，该方法能够避免由催化剂层的压力损失增加而产生的固体催化剂的破坏，而且产品总量减少情况是强制进行的。

换句话说，本发明涉及一种制备氧化丙烯的方法，该方法包括将有机过氧化物和丙烯送入填有固体催化剂的环氧化反应器中，藉此通过环氧化反应连续制备氧化丙烯，在所述方法中包括冷却至少一部分丙烯以分离和除去丙烯里含有的水，以及随后将丙烯送入环氧化作用反应器中。

本发明的最佳实施方式

在本发明中，氧化丙烯是由将有机过氧化物和丙烯送入填有固体催化剂的环氧化反应器中，通过环氧化反应连续制备。

就固体环氧化催化剂而言，从获得高产率氧化丙烯的角度来看，可以使用含钛二氧化硅。至于催化剂，优选所谓的含有化学键连到二氧化硅上的含钛的钛-二氧化硅催化剂。例如，将钛化合物配合到二氧化硅载体上而制备的催化剂，由钛化合物和二氧化硅以共沉淀方法或者溶胶-凝胶法制得的催化剂，包含钛的沸石化合物等等，都在可用之列。

本发明的具体实施例包括通过将有机过氧化物加入填有含钛二氧化硅催化剂的固定床反应器中进行环氧化反应连续制备氧化丙烯的方法。

有机过氧化物的例子包括：异丙基苯过氧化氢、乙苯氢过氧化物和四丁基氢过氧化物。送入环氧化反应器中的有机过氧化物可以由碳氢化合物与相应的过氧化物氧化而合成。氧化中产生有机酸，减少环氧化的产量。因此，从除去有机酸的角度来看，优选在氧化期间和/或在氧化之后，将送入环氧化反应器中的有机过氧化物和碱金属水溶液化合物接触。至于含碱金属的化合物，氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾等等都适用。而且，任何上述化合物或者混合物的水溶液都可用。碱金属水溶液的浓度优选0.05到10％(重量)。

当浓度低于0.05％(重量)时，就无法除去有机酸，另一方面，当浓度高于10％(重量)时，有机过氧化物的产量可能由于加速成形有机过氧化物的分解而减少。在与含碱金属化合物的水溶液接触之后，所得的混合物分成油相和水相，油相用水接触以除去残留在油相中的碱金属化合物，然后所得的混合物分离成油相和水相。如有必要这一操作可以重复。

分离的油相通常包括微量的水。因为水会劣化环氧化的产量，所以要尽可能地除去水。除去水的方法包括常规的方法，例如利用分离膜的去除方法，例如无心膜，通过反应来消耗水以除去的方法，以及通过蒸馏除去水的方法。从工业的角度来说，优选通过蒸馏方式除去水。由此获得的溶液含有有机过氧化物，可加料至环氧化反应器。

环氧化反应在使用溶剂的液相中进行。反应期间，溶剂在一定温度和压力下是液体，实际上对反应物和产品不起作用。溶剂可以使用存在于氢过氧化物溶液中的物质。例如，当异丙苯过氧化氢是其中含有作为原料物质的异丙苯的混合物时，无需添加溶剂，异丙苯就可用作溶剂替代物。环氧化作用温度通常从0到200℃，优选从25到200℃。压力可以是足以让反应混合物保持在液态的压力。通常，压力从0.1到10MPa是方便的。

送入环氧化作用反应器中的丙烯和有机过氧化合物的摩尔比率优选2/1到50/1。比率低于2/1时，因为降低了反应速度，效率会很低。相反，当比率高于50/1时，在从环氧化作用步骤中获得的反应混合物中分离和回收用于再循环的过量的未反应丙烯需要大量能量。

通常，在使用固定床反应器的连续方法中，由于适当的速度可根据如混合物的成分和固体催化剂颗粒大小这样的条件而改变，反应混合物的液体线速度优选从0.1到3厘米/秒的范围。

环氧化反应之后，反应混合物中仍有未反应的丙烯，可在分离和回收之后再循环到环氧化作用反应器中。至于用于分离和回收未反应丙烯的方法，可以利用蒸馏。优选在丙烯容易蒸发的条件下蒸馏。不过蒸馏的条件取决于温度和进入蒸馏步骤的反应混合物的成分，压力通常是0到5MPa，优选计示压力为0到3MPa，塔顶温度通常是-50到150℃，底部温度通常是50到200℃，优选80到200℃。