[发明专利]一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法

说明书

本发明公开了一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法。以甲苯、分子氧和丙烯为原料，经过甲苯氧化单元、丙烯环氧化单元、脱轻组分单元、脱丙烯单元、脱环氧丙烷单元、环氧丙烷精制单元来制备环氧丙烷。本发明以甲苯氧化产生的苄基过氧化氢为丙烯环氧化提供过氧化物，丙烯过氧化反应中的转化率大于99.0%，环氧丙烷的收率大于95%，环氧丙烷的纯度大于99.5%；本发明具有生产成本低，安全性高，能耗低，工艺流程短，运行成本低，设备投资低，绿色环保等优点。

技术领域

本发明涉及一种有机物的制备方法，具体就是一种甲苯共氧化法制备环

氧丙烷的方法。

背景技术

环氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等，同时它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。PO的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药和化妆品等行业。目前已工业化的环氧丙烷生产方法有：氯醇法、共氧化法和直接氧化法。氯醇法是以丙烯和氯气为原料，经氯醇化、皂化、精制过程后得到环氧丙烷，但是生产过程中产生大量的含氯废水，污染环境，设备腐蚀严重。共氧化法根据原料不同分为乙苯过氧化氢法(PO/SM法)、异丁烷过氧化氢法(PO/TBA法)和过氧化氢异丙苯法(CHP法)，共氧化法克服了氯醇法存在的污染和腐蚀等缺点，但流程长、投资大、联产物多，由于联产品多，在一定程度上影响了环氧丙烷的生产。直接氧化法是丙烯与H₂O₂在特殊的钛硅催化剂存在下，直接反应生成环氧丙烷，该工艺的优点是无联产产品生成、工艺简单、投资成本低和绿色环保，存在的缺点是H₂O₂的费用高和大量运输不便，需要在环氧丙烷装置现场附近建造产能相当的H₂O₂装置。有鉴于此，对环氧丙烷的生产工艺开展研究，寻找更好的制备方法，成为该行业的攻关课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以甲苯和丙烯为原料，采用共氧化法制备环氧

丙烷的方法，克服了现有技术的不足。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是这样的，一种甲苯共氧化法制备环氧丙烷的方法，包括以下步骤：

（1）甲苯氧化单元

甲苯与分子氧分别经预处理后加入氧化反应釜内，在氧化催化剂、引发剂、助剂存在条件下进行氧化反应，生成主要含苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的氧化反应液；

其中，优选的，甲苯与分子氧分别预处理至压力为0.8～2.6 MPa，温度为120～250ºC；

其中，分子氧的种类为空气、纯氧、富氧空气或臭氧中的一种或几种；

其中，氧化反应的压力为0.3～2.6 MPa，温度为120～250 ºC，分子氧与甲苯的摩尔比为 (0.1～10):1，停留时间为30～180 min，氧化催化剂为环烷酸钴、醋酸钴和苯甲酸钴中的一种或几种，含量为0.1～20 ppm，引发剂是苄基过氧化物、苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸和过氧化氢中的一种或几种，含量为0.1～20 ppm，助剂为积二磷酸酯，含量为0.1～1 ppm；

其中，甲苯氧化反应可以在一个或多个反应器中进行，但优选在一个反应器中进行，这些反应器可以是串连或并联；

（2）丙烯环氧化单元

将丙烯与步骤（1）得到的氧化反应液在环氧化反应釜内进行接触，在环氧化催化剂存在条件下进行环氧化反应，生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的反应液；

其中，丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比为(1～10):1，优选(1～5):1，环氧化反应的压力为0.1～5 MPa，优选0.1～2.5 MPa，温度为25～200 ºC，优选35～100 ºC，停留时间为15～90 min；