[发明专利]一种烯烃氧化方法、反应装置和系统

说明书

本发明公开了一种烯烃氧化方法，包括在烯烃氧化反应条件下，使反应进料依次流过第1至第n催化剂床层的步骤，其中设流过所述第1至第n催化剂床层的各反应物料的表观速度分别为v₁至v_n，m取区间[2,n]内的任意整数时，关系式v_m‑1＜v_m成立。本发明的方法能够延长催化剂的使用寿命，特别是单程使用寿命，同时长期抑制副反应的发生。本发明还公开了一种烯烃氧化用固定床反应装置和系统。

技术领域

本发明涉及一种烯烃氧化方法，特别是一种通过烯烃催化氧化来制造环氧化物的方法。本发明还涉及一种烯烃氧化用固定床反应装置和系统。

背景技术

环氧化物，比如环氧丙烷，是一类重要的含氧有机化合物。作为环氧丙烷的生产方法，在催化剂(尤其是钛硅分子筛)存在下，通过丙烯氧化来制造环氧丙烷的方法已经推向工业化。

但是，这类烯烃催化氧化方法普遍存在的一个问题是，反应装置运转一段时间后，催化剂对目标氧化反应的活性和选择性均会降低，即催化剂在运转过程中会出现失活现象。目前针对此问题的主要解决方式是将失活的催化剂进行再生。但是，这种再生会增加装置的运行成本并降低装置的运行效率。并且，经再生的催化剂重新投入运行时，催化剂的活性和选择性波动较大，需要很长时间才能稳定；同时，还需要结合提高反应温度等操作来实现反应的平稳运行，但这样会进一步加速催化剂失活并降低其选择性。

另外，这类烯烃催化氧化方法还普遍存在的另一个问题是，反应装置运转一段时间后，催化剂对副反应的选择性会提高，导致反应出料中副产物的比例增加，由此加剧后续分离纯化的难度。

因此，延长催化剂的使用寿命，特别是单程使用寿命，同时长期抑制副反应的发生，仍然是这类烯烃催化氧化方法亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烯烃氧化方法，该方法能够解决现有技术烯烃催化氧化方法中存在的前述问题，尤其是能够延长催化剂的使用寿命，特别是单程使用寿命，同时长期抑制副反应的发生。

具体而言，本发明涉及以下方面的内容。

1.一种烯烃氧化方法，包括在烯烃氧化反应条件下，使含有烯烃(优选选自C_3-6α-烯烃中的至少一种，更优选选自丙烯和丁烯中的至少一种，进一步优选丙烯)和至少一种氧化剂(优选选自过氧化氢、有机过氧化物和过酸中的至少一种，更优选过氧化氢)的反应进料依次流过第1至第n(n为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，优选2、3、4、5、6、7、8、9或10，更优选2、3、4或5)催化剂床层的步骤，其特征在于，设流过所述第1至第n催化剂床层的各反应物料的表观速度分别为v₁至v_n，m取区间[2，n]内的任意整数时，以下关系式成立，

v_m-1＜v_m，优选v_m/v_m-1＝1.5-15，更优选v_m/v_m-1＝2-10，进一步优选v_m/v_m-1＝2-5。

2.根据前述任一方面所述的方法，其中m取区间[2，n]内的任意整数时，以下关系式成立，

A_m-1/A_m＞1，优选A_m-1/A_m≥1.5，更优选A_m-1/A_m≥2，优选A_m-1/A_m≤15，更优选A_m-1/A_m≤10，进一步优选A_m-1/A_m≤5，