[发明专利]环氧丁烷组合物

说明书

本发明涉及一种环氧丁烷组合物，其包含至少99.5wt.％环氧丁烷和小于2000wppm的环氧异丁烷。主要解决通过生产环氧丙烷副产少量环氧丁烷，环氧丁烷分离流程长、产量受到限制、纯度低的问题，公开了一种环氧丁烷组合物，特别是通过过氧化氢异丙苯法(CHP法)生产环氧丁烷组合物，其在用于生产聚醚多元醇和发泡剂等聚合物时，具有原料来源广泛、成本低、产品纯度高、工艺绿色环保的优点，可用于生产聚醚多元醇和发泡剂的用途。

发明领域

本发明涉及一种环氧丁烷组合物，特别涉及以过氧化氢异丙苯为氧化剂，在含介孔或大孔二氧化硅催化剂上进行环氧化反应所获得的环氧丁烷组合物。

背景技术

环氧丁烷(BO)是一种重要的有机化合物，可以用于制备有机合成中间体和聚醚多元醇，生产1,2-丁二醇，丁醇胺等；也可以用作发泡剂、硝基漆的稀释剂、含氯化合物的抗氧剂等；还可以用作氯化溶液的稳定剂。BO的生产路线主要有氯醇法和环氧化法。环氧化法分为过氧化氢异丙苯法(CHP法)和过氧化氢氧化法(HPPO法)。

工业上，环氧丁烷主要来源于环氧丙烷生产的副产品回收。在用裂解尾气经次氯酸化生产环氧乙烷、环氧丙烷过程中，可得环氧丙烷塔釜残夜，其中环氧丁烷的含量高达74.6％，还有少量的环氧丙烷、环氧乙烷、水和高沸物。通过蒸馏、冷凝、去除水后，可得含量约为87％的环氧丁烷成品。但该方法流程较长，产品纯度不高，产量相对较少。氯醇法是生产环氧丁烷的另一种方法，即首先用次氯酸使丁烯氯醇法，然后环氧化。但是，氯醇法生产工艺需要消耗大量的氯气，生产过程产生的次氯酸对设备腐蚀严重，还产生含有氯化钙和有机氯化物的废水、废渣，给环境造成极大的污染。由于严重的环境污染问题，氯醇法基本已被淘汰。而环氧丁烷的市场需求持续旺盛，故亟需开发可大量生产又环保清洁的环氧丁烷生产工艺。

过氧化氢异丙苯法(CHP法)以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂，CHP使丁烯环氧化得到环氧丁烷和α,α-二甲基苄醇，α,α-二甲基苄醇氢解生成异丙苯，异丙苯氧化后生成CHP循环使用。该工艺可直接大量生产环氧丁烷，流程简单，催化剂稳定性好，环氧丁烷产品纯度高，无联产品，基本无污染，是一种环境友好的原子经济型环氧丁烷绿色合成新工艺。

过氧化氢氧化法(HPPO法)采用过氧化氢催化环氧化丁烯制得环氧丁烷，生产过程主要生成环氧丁烷和水，工艺流程简单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，是一种环境友好的清洁生产新工艺。

与环氧丙烷副产品回收环氧丁烷方法及氯醇法相比，CHP法和HPPO法可用于大规模、批量化生产环氧丁烷，且可根据市场需求进行产量调整，环氧丁烷产品纯度更高，质量更好；生产流程更短，废水量大大减少，而且没有废渣。这两种新方法的环保清洁优势更适合国家可持续发展的战略要求。

CHP法和HPPO法生产的环氧丁烷组合物包含一种或多种选自水、丙醛、丙酮、丁醛、环氧异丁烷、甲醇、甲酸甲酯、C₅～C₈烃类和它们的混合物的杂质，其中，除了水、丙醛外，其中杂质在氯醇法工艺中均未出现，而又必须去除。目前，环氧丁烷产品的国家标准尚未出台，产品杂质及含量也还没有统一的标准。

发明专利CN104230856A、CN104098532A和CN104177314A公开了采用CHP法制得环氧丁烷的生产方法，发明专利CN104003960A、CN104098531A和CN104311512A公开了采用HPPO法生产环氧丁烷的工艺方法，采用这两种方法得到的环氧丁烷产品中，除了含有环氧丁烷目标产物外，还含有水、烃类和甲醇、丙醛、丙酮、丁醛等含氧化合物。发明专利US4402794、JPS5646874和CN103772325A公开了通过以水为溶剂的共沸精馏、以烷烃为萃取剂的萃取精馏、以环丁砜等高沸点有机溶剂为萃取剂的萃取精馏等方式进行分离提纯以除去杂质，最后精制得到环氧丁烷产品。

虽然环氧丙烷副产环氧丁烷和氯醇法都可以生成和/或纯化环氧丁烷组合物，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环保清洁的环氧丁烷组合物生产方法。

发明内容