[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。以甲苯、分子氧、丙烯为原料，经过高温反应单元、低温反应单元、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、脱甲苯单元来制备环氧丙烷。本发明是在甲苯氧化反应和丙烯环氧化反应制备环氧丙烷方法的基础上进行的改进。与现有制备环氧丙烷的工艺相比，甲苯单程转化率高、反应选择性高、转化率高，能耗低，工艺流程短，运行成本低。

技术领域

本发明涉及一种有机物的制备方法，具体就是一种环氧丙烷的制备方法。

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、医药及化妆品等行业。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，成为业内的共识。

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，一种环氧丙烷的制备方法，包括以下步骤：

（1）高温反应单元

甲苯、分子氧和丙烯经预处理后加入高温反应器内，在氧化催化剂和环氧化催化剂存在下进行氧化反应和环氧化反应，生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苄基过氧化氢、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的高温反应液；

其中，分子氧为空气、纯氧、富氧空气或臭氧中的一种或几种，优选空气；

其中，反应过程中的温度为90～250 ºC，优选110～200 ºC；压力为0.3～2.6MPa，优选0.6～1.8 MPa；分子氧、丙烯、甲苯的摩尔比为(0.1～10):(0.01～2):1，优选(1～6):(0.05～1):1；停留时间为30～180 min；

其中，高温反应的主反应式为（A）式 和（B）式：

C₆H₅-CH₃+O₂→C₆H₅-CH₂-OOH （A）

C6H5-CH2-OOH+CH3CH=CH2→C6H5-CH2-OH+CH3CH(O)CH2 （B）

（2）低温反应单元

在低温条件下，在低温反应器中，步骤（1）所得的高温反应液中的苄基过氧化氢与丙烯继续在催化剂条件下进行环氧化反应，同时发生副反应，生成主要含有环氧丙烷、丙烯、苯甲醇、苯甲醛和甲苯的低温反应液；

其中，低温环氧化反应的温度为25～200 ºC，优选35～100 ºC；压力为0.1～5.0MPa，优选0.1～2.5 MPa；丙烯与苄基过氧化氢的摩尔比(1-10):1，优选(2-5):1；停留时间为15～90 min；