[发明专利]制备环氧丙烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用丙烯、氧和氢制备环氧丙烷的方法。

背景技术

已知用丙烯、氧和氢制备环氧丙烷的方法，例如使用负载钯化合 物和钛硅酸盐(titanosilicate)的方法。关于用氢、氧和丙烯在含磷酸铯 的溶剂中制备环氧丙烷的反应，已报道使用其中钯负载在氧化铌上的 催化剂比其中钯负载在活性炭上的催化剂表现更高的环氧丙烷生产 率(参阅专利文件1)。但是，使用氧化铌增加催化剂成本。另外，其中 钯负载在氧化铌上的催化剂不一定得到令人满意的反应结果。

[专利文件1]

日本未经审查的专利公开(PCT申请的翻译)号2005-508362

发明公开

本发明提供用丙烯、氧和氢有效地制备环氧丙烷的方法。

也就是说，本发明涉及制备环氧丙烷的方法，包括使液相中的丙 烯、氧和氢在钛硅酸盐和负载在载体上的贵金属催化剂的存在下反 应，负载在载体上的贵金属催化剂包括贵金属催化剂和活性炭，活性 炭总孔隙体积为0.9cc/g或更大。

通过下文描述将清楚本发明的其它目的、特征和功效。而且，从 以下解释将清楚本发明的优点。

实施本发明的最佳方式

在液氮饱和温度下用氮吸附法计算用于本发明的活性炭的总孔 隙体积。用于本发明的活性炭是总孔隙体积为0.9cc/g或更大的活性 炭，优选孔隙体积为1.3cc/g或更大的活性炭。孔隙体积的上限通常 约为3cc/g(但非特定限制)。已知活性炭呈各种形式，如粉末形、颗粒 形、压碎形、纤维形和蜂窝形，取决于其材料类型和活性炭的制备方 法。但是，用于本发明的活性炭的形式无限制。活性炭的原料实例包 括木材、锯屑、椰子壳、木炭和石油。通过在高温下用水蒸气、二氧 化碳或空气加工活性炭原料的方法，或者用化学剂如氯化锌加工活性 炭原料的方法，实施激活。虽然本发明对活性炭的原料和原料的激活 方法没有特殊限制，但优选使用化学剂激活获得的材料。

用于本发明的贵金属催化剂是包含钯化合物、铂化合物、钌化合 物、铑化合物、铱化合物、锇化合物、金化合物，或者任何这些贵金 属化合物的混合物的催化剂。优选贵金属催化剂是包含钯化合物、铂 化合物或金化合物的贵金属催化剂。更优选贵金属催化剂是包含钯化 合物的催化剂。

负载在载体上的贵金属催化剂可如下制备：通过浸渍法等将可用 作贵金属源的贵金属化合物(如贵金属的硝酸盐如硝酸钯，贵金属的硫 酸盐如硫酸钯二水合物，贵金属的卤化物如氯化钯，羧酸盐如乙酸钯， 或氨合物如四氨氯化钯(Pd tetraamine chloride)或四氨溴化钯)负载在 总孔隙体积为0.9cc/g或更大的活性炭上，接着用还原剂还原；或者 也可以先用碱如氢氧化钠将贵金属转变为其氢氧化物，接着于液相或 气相中用还原剂还原以制备。将用于液相中还原情况的还原剂实例包 括氢、一水合肼、甲醛和四氢硼酸钠(sodium tetrahydroborate)。当使 用一水合肼或甲醛时，也已知加入碱。将用于气相中还原情况的还原 剂实例包括氢和氨。优选还原温度因负载的贵金属源而不同，但通常 为0℃-500℃。而且，催化剂也可如下制备：用浸渍法等将贵金属的 氨合物如四氨氯化钯或四氨溴化钯负载在总孔隙体积为0.9cc/g或更 大的活性炭上，接着在惰性气体气氛下用热分解产生的氨气还原。还 原温度因贵金属氨合物而不同，但在用四氨氯化钯的情况下，通常为 100℃-500℃，优选200℃-350℃。

如果需要，任何方法中都可以在惰性气体、氨气、真空、氢气或 空气的气氛下通过热处理激活所得催化剂。而且，在将负载在活性炭 上的贵金属的氧化物或氢氧化物化合物填入反应器内之后，可在反应 条件下用反应原料包含的氢部分或完全还原。这样，所得负载在载体 上的贵金属催化剂通常包含的贵金属催化剂为0.01-20％重量，优选 0.1-5％重量。贵金属催化剂与钛硅酸盐的重量比(贵金属重量比钛硅 酸盐重量)优选0.01-100％重量，更优选0.1-20％重量。