[发明专利]环氧丙烷组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种环氧丙烷组合物，特别涉及以过氧化氢异丙苯(和/或乙苯)为氧化剂，在含钛多孔二氧化硅催化剂上进行环氧化反应所获得的环氧丙烷组合物。

背景技术

环氧丙烷(PO)是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。PO的生产工艺主要有四种：氯醇法、有联产品的共氧化法(又叫“间接氧化法”，)、无联产品的共氧化法(CHP法)和双氧水氧化法(HPPO法)。

用于工业用途的环氧丙烷按照常规主要由氯醇法和改良的氯醇法生产，氯醇法的缺点是水资源消耗大，产生大量废水和废渣，每生产1t环氧丙烷产生40～50t含氯化物的皂化废水和2t以上的废渣，该废水具有温度高、pH值高、氯离子含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，难以处理，巨大的环保压力。同时，氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料，而氯和钙在废水和废渣中排放掉，生产过程中产生的次氯酸严重腐蚀生产设备，给安全生产带来严重威胁。所以，虽然氯醇法工艺流程简单，产品杂质种类少，但随着环保要求提高，该工艺逐渐会被淘汰。随着聚氨酯行业的发展，环氧丙烷用量剧增，为了实现规模化生产，扩大市场份额，CHP法和HPPO法有很好的市场前景。

有联产品的共氧化法又分为乙苯共氧化法(联产苯乙烯的共氧化法，简称PO/SM法)和异丁烷共氧化法(联产叔丁醇或甲基叔丁基醚的共氧化法，简称PO/TBA法或PO/MTBE法)，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，生成环氧丙烷，同时联产叔丁醇、甲基叔丁基醚或苯乙烯。

无联产品的CHP法由日本住友(Sumitomo)化学公司开发，采用钛基催化剂的固定床反应器，以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂，CHP使丙烯环氧化得到环氧丙烷和α,α-二甲基苄醇，后者氢解生成异丙苯，异丙苯氧化成CHP后循环使用。异丙苯氧化法实际是传统共氧化法的一种改进工艺，与传统共氧化法的主要区别在于使用异丙苯替代了乙苯，并且异丙苯循环使用，不产生联产品。该工艺流程简单，产物选择性高，无联产品，催化剂稳定性好，基本无污染，是一种环境友好的原子经济型环氧丙烷绿色合成新工艺，代表着环氧丙烷生产技术的发展方向。

过氧化氢氧化法(HPPO法)是由过氧化氢(双氧水)催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水，工艺流程简单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，属于环境友好的清洁生产系统。

CHP法和HPPO法制环氧丙烷新技术与氯醇法的原料成本基本相当，但是传统的氯醇法生产1吨产品会产生42吨废水及大量废渣；而采用新方法生产1吨产品只产生1吨废水，是氯醇法的四十分之一，且基本没有废渣。两者相比，新方法的环保优势更适合可持续发展的国家战略需求。

共氧化法和双氧水直接氧化法生产的环氧丙烷组合物包含一种或多种选自水、乙醛、丙醛、甲醇、甲酸甲酯、C₅～C₆烃类和它们的混合物的杂质，其中除水、乙醛、丙醛外，其它杂质在氯醇法工艺中均未出现，而又必须去除，目前的国内外产品标准对环氧丙烷组合物中的部分杂质及含量尚没有统一的标准。

发明专利CN1852903，CN100537553，CN1307168，US5262017，US5354430中涉及的环氧丙烷生产方法，在环氧化催化剂作用下将丙烯与有机过氧化物反应生成产物中，除了环氧丙烷作为目标产物外，还含有作为杂质的水、烃类和含氧化合物如甲醇、甲醛、丙醛、丙酮和甲酸甲酯。这些参考文献还公开了用离子交换树脂、加入强还原剂肼反应再精馏、萃取精馏，液液萃取或者萃取精馏/液液萃取组合的工艺等方式进行分离以除去杂质和回收成品环氧丙烷组合物。

虽然氯醇法可以生产和/或纯化环氧丙烷组合物，但是这种方法存在上述的诸多缺点。

因此，需要不依赖于氯醇法且不联产副产品，技术可行、安全可靠、环境友好的环氧丙烷生产方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中单纯依靠氯醇法生产环氧丙烷造成设备腐蚀和环境污染严重的问题，提供了一种环氧丙烷组合物，特别是通过过氧化氢异丙苯(CHP)法制得的环氧丙烷组合物，其具有纯度高、原料成本低、产品质量高，适用于生产聚醚多元醇(PPG)的优点，该方法原子效率高，绿色环保。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种环氧丙烷组合物，以重量百分比计，其包含：至少99.9wt.％环氧丙烷；和小于50wppm的甲酸甲酯。