[发明专利]制备环氧丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备环氧丙烷的方法。

背景技术

环氧丙烷是重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。

目前，环氧丙烷生产工艺主要有三种：氯醇法、共氧化法和双氧水法。其中，共氧化法又分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法，以及无联产品的过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂的CHP法。

氯醇法始于20世纪30年代，在该法中，首先由丙烯与氯气、水在常压和60℃下发生氯醇化反应，生成中间体氯丙醇，然后用石灰乳进行皂化、浓缩、蒸馏制得。该法工艺简单、流程短、投资低，且无联产品。但由于在生产过程中使用有毒且腐蚀性强的氯气和生石灰作原料，设备腐蚀性强，“三废”排放量大，每生产1吨PO需消耗1.5吨氯气和1.1吨生石灰，副产含2.1吨氯化钙废渣的废水42吨（浓度5wt%），制约了其发展。改良氯醇法尽管减少了污染，但投资成本和生产费用显著增加。

专利US4950794，EP323663介绍了乙苯共氧化法合成环氧丙烷技术，乙苯共氧化法工艺主要包括四个步骤：（1）苯与乙烯在催化剂存在下发生烷基化反应生产乙苯；（2）乙苯空气氧化制过氧化氢乙苯（EBHP）；（3）EBHP与丙烯在催化剂存在下进行选择氧化反应生成PO，同时副产α-甲基苯甲醇；（4）α-甲基苯甲醇脱水生成苯乙烯（SM）。每生产1吨PO联产2.2～2.5吨SM。该法是一种清洁的PO生产技术，但流程长，投资大，联产品多，容易受市场因素制约。步骤（3）中通常采用催化剂，如可以采用US3923843、以及US4367342公开得以含钛的无定型二氧化硅为催化剂。

异丁烷共氧化法主要包括三个步骤：（1）异丁烷空气氧化制叔丁基过氧化氢（TBHP）；（2）TBHP与丙烯在均相催化剂存在下进行选择氧化反应生成PO，同时副产叔丁醇（TBA）；（3）TBA直接销售或与甲醇反应生产甲基叔丁基醚（MTBE）。每生产1吨PO副产2.5～3.0吨MTBE，产生的MTBE作为联产品用于调和汽油。但由于MTBE涉及健康和水体污染风险，此工艺的应用正在逐渐减少。

专利GB1351429，JP2001031662以及US3350422公开了过氧化氢异丙苯法（CHP法）合成环氧丙烷技术，CHP法主要包括三个反应过程：（1）异丙苯空气氧化制过氧化氢异丙苯；（2）CHP与丙烯在多相催化剂存在下发生环氧化反应生产PO和α,α-二甲基苄醇（DMBA）；（3）DMBA与H2在催化剂存在下发生氢解反应生成异丙苯，异丙苯循环到氧化工序生产CHP。因此，总的而言，在CHP法制PO技术原料只有丙烯、空气和H2，并且无联产品生成。CHP法制PO也可以采用含Ti元素的固体催化剂，专利CN1500004A和CN1248579A就公开了以含Ti的MCM-41为催化剂，采用CHP将丙烯选择氧化成环氧丙烷的过程。CN1418202A也公开了以含钛介孔二氧化硅为催化剂，以过氧化氢异丙苯为氧化剂，实现丙烯环氧化制备环氧丙烷的技术路线。

采用有机过氧化物为氧源，氧化丙烯得到环氧丙烷的同时，往往会伴随有机过氧化物的分解反应、丙烯的深度氧化等副反应。这些副反应的产物包括酸类（甲酸、乙酸、苯甲酸）、醛类等物质（甲醛、乙醛、丙醛）。由于这些物质很难通过常规的精馏方法除去，从而影响了产品环氧丙烷的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在由于反应副产醛类、酸类物质营养产品环氧丙烷质量的问题，提供一种新的生产环氧丙烷的方法。该方法具有产品环氧丙烷纯度高、质量好的特点。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种制备环氧丙烷的方法，包括使过氧化氢异丙苯与丙烯反应得到的，含有环氧丙烷及醛类、酸类杂质的粗环氧丙烷溶液与碱性化合物接触的步骤。

上述技术方案中，优选地，所述粗环氧丙烷溶液中，环氧丙烷的含量为2～30%，醛类的含量为1～200ppm，酸类的含量为1～100ppm。

上述技术方案中，优选地，所述醛类选自甲醛、乙醛或丙醛中的至少一种；所述酸类选自甲酸、乙酸、丙酸或苯甲酸中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，碱性化合物选自无机碱或有机胺中的至少一种。