[发明专利]一种利用改性钛硅分子筛在微反应器装置中制备环氧丙烷的方法

说明书

本发明公开了一种利用改性钛硅分子筛在微反应器装置中制备环氧丙烷的方法，将钛硅分子筛(TS‑1)与硝酸水溶液混合，加热至90～110℃反应2～3h，抽滤，烘干，再于500～550℃下焙烧5～6h得到改性钛硅分子筛；再将过氧化氢水溶液、改性钛硅分子筛溶于有机溶剂中得到均相溶液；最后将均相溶液与丙烯气体同时分别泵入微反应装置中的微混合器中，混合后所得的气液固混合物进入微反应装置的康宁反应器内进行反应，反应结束后进行气液分离，收集反应液即得。本发明首先通过硝酸改性钛硅分子筛，改性过后的分子筛去除了非骨架钛，增大了催化剂与反应物的有效接触表面积，提高了催化剂的通透性，使环氧丙烷的产率大大提高。

技术领域

本发明涉及一种利用改性钛硅分子筛在微反应器装置中制备环氧丙烷的方法，属于化学合成技术领域。

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。主要用于生产聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。已生产的下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。

传统的环氧丙烷工业生产方法主要是氯醇法和共氧化法。氯醇法会产生大量的废水废渣，对环境污染严重，而共氧化法投资较大，同时受联产品的市场影响。

以H₂O₂为氧化剂的环氧化反应具有工艺流程简单、三废排放量少、对环境友好等优点，一直是研究重点之一。传统用于催化丙烯环氧化的钛硅分子筛催化剂中含有大量对催化效果不利的非骨架钛中心，占据了有效催化面积。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用改性钛硅分子筛，在微反应器装置中高效、无污染的制备环氧丙烷的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种利用改性钛硅分子筛在微反应器装置中制备环氧丙烷的方法，包括如下步骤：

步骤一：将钛硅分子筛(TS-1)与硝酸水溶液混合，加热至90～110℃反应2～3h，抽滤，烘干，再于500～550℃下焙烧5～6h得到改性钛硅分子筛(TS-1*)；

步骤二：将过氧化氢水溶液、步骤一得到的改性钛硅分子筛溶于有机溶剂中得到均相溶液；

步骤三：将步骤二得到的均相溶液与丙烯气体同时分别泵入微反应装置中的微混合器中，混合后所得的气液固混合物进入微反应装置的康宁反应器内进行反应，反应结束后进行气液分离，收集反应液即得。

步骤一中，所述硝酸水溶液的浓度为0.85～1.15mol/L，钛硅分子筛与硝酸水溶液的混合质量比为1:12～14。

步骤二中，所述过氧化氢水溶液的质量百分比浓度为25～50％。

所述有机溶剂为甲醇、乙醇或者丙酮，优选甲醇。

所述过氧化氢水溶液中过氧化氢与有机溶剂的摩尔比为1:59～61，所述改性钛硅分子筛与过氧化氢水溶液中溶质过氧化氢的质量比为1:2～1:8，优选1:6～1:8，其加入量过少起不到催化效果，加入量过多易使反应器堵塞。

所述均相溶液使用前置于冰水浴中，防止双氧水分解。

步骤三中，所述丙烯气体纯度在99.5wt％以上，泵入微反应装置的流速为0.5～2.0L/min。

所述均相溶液泵入微反应装置的流速为15mL/min以上。

气液固混合物在康宁反应器内的停留时间为20s～5min，反应温度为35～120℃；其中，丙烯气体一部分参与反应，另一部分为反应器提供稳定的压力。