[发明专利]一种合成1,2-环氧丁烷的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成1,2-环氧丁烷的新方法，特别是涉及一种由1-丁烯一步环氧化合成1,2-环氧丁烷的新方法。

背景技术

1,2-环氧丁烷（BO），又称氧化丁烯，是一种重要的有机合成原料，可以用来制造有机合成中间体、高分子聚合物、代替丙酮作为硝基漆的稀释剂、色谱分析的标准物质等，还可用作含氯化合物的抗氧剂、生产氯乙烯树脂的抗腐蚀剂、表面活性剂、汽油添加剂等。

工业上1,2-环氧丁烷的主要生产方法至今仍采用氯醇法工艺，即首先用次氯酸使1-丁烯氯醇化，再经环氧化得到1,2-环氧丁烷。采用该工艺合成1,2-环氧丁烷时需要消耗大量的Cl₂,设备腐蚀严重，并且生产中产生含CaCl₂和有机氯化物的废水、废渣，对环境造成了极大污染，不符合绿色化学和清洁生产的要求，因此随着环境保护要求的日益提高，该工艺势必将被淘汰。

近年来，1-丁烯在催化剂作用下直接环氧化生成1,2-环氧丁烷的方法正在引起人们的关注。采用直接环氧化法生产1,2-环氧丁烷不仅优化了生产流程，还减少了环境污染。目前，基本采用双氧水为氧源进行环氧化反应，存在的主要不足是1,2-环氧丁烷选择性低、催化剂稳定性差、不能连续化反应等。钛硅分子筛对于以双氧水为氧化剂的环氧化反应表现出优异的催化性能及良好的工业应用前景。

发明内容

本发明从优化工艺流程、提高反应收率、提高催化剂稳定性、降低生产成本、节能环保的角度出发，提出了一种合成1,2-环氧丁烷的新方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种合成1,2-环氧丁烷的新方法，其特征在于：将一定量的催化剂填充入反应器中，再加入一定量的双氧水和溶剂，关闭反应器，通入1-丁烯排除反应器内空气，继续通入1-丁烯保持反应器内一定压力开始反应。反应一定时间后得1,2-环氧丁烷，取样分析。所述的反应条件是：反应温度为40-60℃，反应压力为0.1-0.4Mpa，反应时间为1-3h，双氧水浓度为0.3-0.9mol/L。

所述反应器为固定床反应器、流化床反应器、管道反应器中的一种或他们的组合。

所述溶剂为甲醇、乙腈、丙酮中的一种或他们的混合物。

所述催化剂为钛硅分子筛TS-1、TS-2、Ti-HMS、Ti-MWW中的一种或他们的混合物。

所述催化剂浓度为13-16g/L。

本发明的有益效果：

采用此一步氧化法合成1,2-环氧丁烷，不仅克服了氯醇法造成的设备腐蚀严重、环境污染等缺陷，而且整个过程简单、无污染、可连续化生产，1,2-环氧丁烷的选择性可达99%以上，1,2-环氧丁烷对过氧化氢的产率可达90%以上，适于大规模的工业化生产。

具体实施方式

实施例1：一种合成1,2-环氧丁烷的新方法包括以下步骤：

将一定量的催化剂钛硅分子筛TS-1填充入固定床反应器中，再加入一定量的双氧水和溶剂甲醇，关闭反应器，通入1-丁烯排除反应器内空气，继续通入1-丁烯保持反应器内一定压力开始反应。反应一定时间后得1,2-环氧丁烷，取样分析。反应条件是：反应温度为50℃，反应压力为0.15Mpa，反应时间为1.5h，双氧水浓度为0.3mol/L，催化剂浓度为14g/L。

 

实施例2：一种合成1,2-环氧丁烷的新方法包括以下步骤：

将一定量的催化剂钛硅分子筛TS-2填充入流化床反应器中，再加入一定量的双氧水和溶剂乙腈，关闭反应器，通入1-丁烯排除反应器内空气，继续通入1-丁烯保持反应器内一定压力开始反应。反应一定时间后得1,2-环氧丁烷，取样分析。反应条件是：反应温度为40℃，反应压力为0.2Mpa，反应时间为1h，双氧水浓度为0.4mol/L，催化剂浓度为13g/L。

 

实施例3：一种合成1,2-环氧丁烷的新方法包括以下步骤：

将一定量的催化剂钛硅分子筛Ti-HMS填充入流化床反应器中，再加入一定量的双氧水和溶剂丙酮，关闭反应器，通入1-丁烯排除反应器内空气，继续通入1-丁烯保持反应器内一定压力开始反应。反应一定时间后得1,2-环氧丁烷，取样分析。反应条件是：反应温度为50℃，反应压力为0.3Mpa，反应时间为2h，双氧水浓度为0.5mol/L，催化剂浓度为15g/L。

 

实施例4：一种合成1,2-环氧丁烷的新方法包括以下步骤：

将一定量的催化剂钛硅分子筛Ti-MWW填充入固定床反应器中，再加入一定量的双氧水和溶剂甲醇，关闭反应器，通入1-丁烯排除反应器内空气，继续通入1-丁烯保持反应器内一定压力开始反应。反应一定时间后得1,2-环氧丁烷，取样分析。反应条件是：反应温度为60℃，反应压力为0.4Mpa，反应时间为3h，双氧水浓度为0.4mol/L，催化剂浓度为14g/L。