[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，其特点是采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯和过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，所述丙烯与催化剂和溶剂的重量比为1:0.03~0.15:1~15；所述催化剂为Ti‑MSE分子筛或含Ti‑MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合。本发明与现有技术相比具有催化活性好，后处理简便，环氧丙烷收率高达93%，其择性性高达99%，环境友好，反应条件温和，具有一定的工业化推广运用前景和显著的经济价值。

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，尤其是一种以钛硅分子筛为催化剂，丙烯和过氧化氢为反应体系的环氧丙烷制备方法。

背景技术

环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，近四分之三的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇，并进一步加工合成聚氨酯；其余四分之一则用于生产丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯等其它精细化学品。目前，工业上生产环氧丙烷的方法主要有：氯醇法、乙苯过氧化氢法、叔丁基过氧化氢法、异丙苯过氧化氢法和过氧化氢直接氧化法。氯醇法会副产大量的含氯废水，不仅会造成环境的污染，而且对设备具有较强的腐蚀性，逐渐被环境更加友好的乙苯过氧化氢法、叔丁基过氧化氢法、异丙苯过氧化氢法、过氧化氢直接氧化法等氧化技术所替代。

过氧化氢直接氧化法分别以丙烯和过氧化氢为原料和氧化剂，在钛硅分子筛的催化作用下生产环氧丙烷，具有反应条件温和、活性高、选择性好、无污染等特点，是一种环境友好的环氧丙烷生产工艺。

专利(US 4833260)公开了一种以MFI拓扑结构的TS-1钛硅分子筛为催化剂合成环氧丙烷的方法，文献(Studies in Surface Science and Catalysis,2007,Vol.170,p1236-1243；Journal of Catalysis,2016,Vol.342,p173-183)报道了以MWW拓扑结构的Ti-MWW钛硅分子筛为催化剂合成环氧丙烷的方法。近来，随着钛硅分子筛合成技术的发展，越来越多结构新颖、孔道开放的钛硅分子筛催化剂材料被研发出来，有望进一步推进环氧丙烷生产工艺的发展。

文献(Green Chemistry,2016,Vol.18,p735-741)报道了一种具有MSE结构的钛硅分子筛的制备及其在催化苯酚羟基化反应中的性能，然而，至今未有关于MSE结构的钛硅分子筛催化丙烯合成环氧丙烷的报道。基于MSE结构的钛硅分子筛在液相氧化反应中的优异催化性能，它有望高效地催化丙烯环氧化反应制备环氧丙烷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种环氧丙烷的制备方法，采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂与丙烯和过氧化氢的反应体系进行催化合成环氧丙烷，选择性高，催化活性好，环境友好，后处理简便，环氧丙烷收率高达93％，其择性性高达99％，反应条件温和，拓展了分子筛的应用领域，提供了新型、环境友好的环氧丙烷合成途径，具有一定的工业化推广运用前景和显著的经济价值。

实现本发明目的的具体技术方案是：一种环氧丙烷的制备方法，其特点是采用具有MSE拓扑结构的钛硅分子筛为催化剂在丙烯与过氧化氢的反应体系中进行催化合成环氧丙烷，具体制备包括以下步骤：

a步骤：将丙烯与催化剂和溶剂按重量比为1:0.03～0.15:1～15搅拌混合成反应体系，所述催化剂为Ti-MSE分子筛或含Ti-MSE分子筛的组合体；所述溶剂为水、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇中任意的一种或两种以上的混合；

b步骤：将反应体系在30～120℃温度下，逐滴加入质量浓度为2～65％的过氧化氢，滴加时间为0.1～3小时，滴加完毕后继续反应0.1～3小时，所述过氧化氢与丙烯的摩尔比为1:1～5；

c步骤：反应结束后，滤出催化剂，其滤液经蒸馏分离，得产物为环氧丙烷。

所述反应温度优选为50～80℃；所述滴加时间优选为0.1～2小时。