[发明专利]碱性条件下进行丙烯直接环氧化制备环氧丙烷的方法

说明书

本发明涉及环氧丙烷制备领域，具体涉及碱性条件下进行丙烯直接环氧化制备环氧丙烷的方法。该方法包括：该方法包括：在丙烯环氧化反应条件以及碱性物质的存在下，将反应原料气和稀释气的混合气体与催化剂进行接触反应，以得到环氧丙烷；其中，所述反应原料气包括丙烯、氧气和氢气，所述稀释气为丙烯。使用本发明的方法进行环氧丙烷的制备，能够有效降低稀释气的用量，从而相对提高了反应气浓度和原料利用率，进一步提高了反应选择性和转化率。

技术领域

本发明涉及环氧丙烷制备领域，具体涉及一种碱性条件下进行丙烯直接环氧化制备环氧丙烷的方法。

背景技术

环氧丙烷，又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷为无色醚味液体，低沸点、易燃。有手性，工业品一般为两种对映体的外消旋混合物。与水部分混溶，与乙醇、乙醚混溶。与戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯、二氯甲烷形成二元共沸混合物。

环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料。

1860年法国B.奥舍尔首次在实验室合成了环氧丙烷，1931年美国联合碳化物公司建成世界上第1座氯醇法生产环氧丙烷的工厂，20世纪60年代西班牙和美国开发了间接氧化法。目前这两种方法均有生产，各占50％，但后者有后来居上的趋势。

随后，研究人员又开发了氧气直接氧化法，即，在催化剂和稀释气N₂的存在下，将丙烯、氢气和氧气转化为环氧丙烷的直接氧化法，同时开展了贵金属负载的双功能催化剂的研究。上述反应过程简单经济、绿色环保，相比已有工艺流程存在巨大优势，但通常情况下，为了安全，会选择掺杂例如，70-95体积％的惰性稀释气来避免体系的爆炸。但稀释气的大量使用会导致反应气浓度降低，原料利用率差，反应选择性和丙烯转化率下降。因此，急于寻求一种能够有效降低稀释气用量的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的稀释气用量高，从而影响反应的选择性和转化率的缺陷，提供一种碱性条件下进行丙烯直接环氧化制备环氧丙烷的方法。使用本发明的方法进行环氧丙烷的制备，能够有效降低稀释气的用量，从而相对提高了反应气浓度和原料利用率，进一步提高了反应选择性和丙烯转化率。

为了实现上述目的，本发明提供一种丙烯环氧化制备环氧丙烷的方法，该方法包括：在丙烯环氧化反应条件以及碱性物质的存在下，将反应原料气和稀释气的混合气体与催化剂进行接触反应，以得到环氧丙烷；其中，所述反应原料气包括丙烯、氧气和氢气，所述稀释气为丙烯。

优选的，所述碱性物质的掺杂量为1-10000ppm。

优选的，所述催化剂与惰性填充物以分层堆积的方式填充于反应器中。

优选的，所述丙烯环氧化反应的空速为500-30000ml g_cat^-1h^-1。

优选的，以0.1-10℃min^-1的速率将反应体系的温度升温至丙烯环氧化反应所需温度。

优选地，该方法还包括对所述混合气体进行预混合和/或预热。

通过上述技术方案，本发明可取得如下的有益效果：

1.反应体系在碱性条件且以丙烯作为稀释气的条件下，有效降低了稀释气的用量(例如，管式反应器中采用本发明的方案可降低至57.5体积％以下)；丙烯既作为稀释气又作为反应气，进一步提高了反应气的浓度，促进目标反应的正向进行，提高了其他两种原料气(H₂、O₂)的利用率，并且没有引入多余杂质气体，保证了反应效率，降低了产物分离的难度，有效降低了能耗。