[发明专利]一种环氧丙烷的制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧丙烷的制备方法。该方法以丙烯为原料，以氧气为氧化剂，加入有机溶剂和助剂，以金属卟啉化合物为催化剂，控制在反应温度为30~140^oC，反应压力为0.3~3.0MPa的条件下进行催化反应得到环氧丙烷。本发明具有反应条件温和、催化效果好、环氧丙烷选择性高、工艺简单等优点。

技术领域

本发明涉及一种环氧丙烷的制备方法，具体地说，是涉及一种仿生催化丙烯环氧化制备环氧丙烷的方法。

背景技术

环氧丙烷(PO)是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品。环氧丙烷用途非常广泛，目前除了用于生产聚醚多元醇和丙三醇外，也可用于生产丙二醇、非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂和润湿剂等。随着环氧丙烷用途的扩大和下游产物用量的不断增长，市场对环氧丙烷的需求量逐年增加。

目前，工业上生产环氧丙烷的主要方法是氯醇法，共氧化法(也称间接氧化法，或叫Halcon法)及双氧水氧化法(也称HPPO法)。氯醇法因在生产过程中产生大量的含盐废水和有机氯化物、设备腐蚀和排污严重而逐渐被淘汰。共氧化法的流程长、投资大，联产产品多，受市场因素制约严重。双氧水氧化法中的缺点是双氧水的成本高，安全性不高。因此，开发以氧气或空气直接氧化丙烯制备环氧丙烷的工艺具有重要的前景。

近年来，国内外研究者一直致力于流程简单、副产物少和无污染的生产PO的绿色催化工艺的研究。分子氧廉价易得且无污染，是最理想的氧源，因此丙烯-氧气直接环氧化是人们研究的热点。但目前大都集中在以改性的Ag系催化剂催化的气固相反应，所需的反应条件苛刻，需要较高的温度和压力，且环氧丙烷的选择性还尚需要进一步提高。

金属卟啉配合物是细胞色素P450单加氧酶的有效模拟物，对氧气有非常高的活化能力，能在温和的条件下实现烃类化合物的高选择性氧化。中国专利ZL201010239648.6公开了一种用金属卟啉催化丙烯环氧化制备环氧丙烷的方法，该方法以丙烯醛及其衍生物为共还原剂，但生成的丙烯酸系列化合物容易在体系中聚合，使得反应体系控制难度大，催化剂易失活。

因此，开发一种以丙烯为原料，氧气为氧化剂，且条件温和、工艺简单、选择性高的环氧丙烷制备工艺将具有十分重要的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯液相氧化制备环氧丙烷的方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：以气体丙烯为原料，以氧气为氧化剂，加入有机液体溶剂，加入助剂异戊二烯，以具有通式(I)结构的单核金属卟啉或通式(II)结构的μ-氧-双核金属卟啉为催化剂或通式(III)结构的氧代金属卟啉、控制在反应温度为30～150℃，反应压力为0.3～3.0MPa的条件下进行催化反应得到环氧丙烷，丙烯与助剂的摩尔比为1:0.1～1:5，