[发明专利]一种用于处理苯乙烯环氧化反应液的负载体系及方法

说明书

本发明公开了一种用于处理苯乙烯环氧化反应液的负载体系及方法。该负载体系可有效的淬灭掉苯乙烯环氧化反应之后的残留均相催化剂，并可以高效处理未完全反应掉的残留过氧化物，这就有效解决了残留催化剂使得副产物增加导致产品收率损失问题，以及残留的过氧化物导致的苯乙烯聚合问题，提高了产品收率，显著降低了分离过程中苯乙烯聚合风险，提高了该反应的本质安全水平，克服现有技术中的各种缺陷，可用于工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种用于处理苯乙烯环氧化反应液的负载体系及方法，尤其用于淬灭苯乙烯环氧化反应液中的苯乙烯环氧化催化剂及处理残留过氧化物的负载体系及方法。

背景技术

环氧苯乙烷(styrene oxide)又称氧化苯乙烯，是一种重要的有机合成中间体，可用于生产环氧树脂、UV吸收剂等，也是制药及香料工业中的重要原料，用于制备β-苯乙醇及左旋咪唑等，近年来市场对环氧苯乙烷的需求日益增长，呈现供不应求的局面。

环氧苯乙烷的合成方法主要有卤醇法、过氧酸氧化法、直接氧化法等。

目前环氧苯乙烷的主要工艺为卤醇法，该方法可获得约80％的产品收率，但存在的问题原料消耗较高，设备腐蚀严重，“三废”产生量大。过氧酸氧化法通常采用的氧化剂为过氧乙酸(AcOOH)或间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)，该方法可高选择性地制备各种烯烃底物的环氧化合物。但对于环氧苯乙烷的制备，由于原料苯乙烯为对酸性敏感的易聚合单体，导致环氧苯乙烷收率较低，另外，过氧酸需与烯烃摩尔当量使用，而此类过氧酸通常价格昂贵，使得该方法通常仅用于实验室研究领域。

近年来，在日益严格的环境保护要求的前提下，直接氧化法制备环氧苯乙烷的研究受到广泛关注。直接氧化法通常采用的氧化剂为H₂O₂、TBHP、EBHP、CHP、O₂等。有机过氧化物为氧化剂时，工艺流程整个过程为无水操作，无废水产生，由于反应选择性极高，废液量极少，整个过程绿色环保，是目前研究的较多的环境友好工艺。

从目前的报道来看，均相反应是非常成熟的工艺，非均相工艺仍处于研究阶段。均相钼催化剂是烯烃环氧化反应的主流催化剂，该催化剂具有催化效率高、产物选择性高、体系互溶性好等优点。但环氧化反应完毕后，均相钼催化剂的淬灭还未见报道。反应完毕后，均相钼催化剂仍然是具有催化活性的，因此在反应液的储存及分离系统中，催化剂仍可催化主反应和副反应。由于反应终点过氧化物含量较低，主反应速率较低，但催化环氧产物和醇类物质的开环醚化反应由于较高的原料浓度，导致产物一定程度上转化为醚化产物，导致收率降低，产物选择性降低。该副产物的增加导致重组分废液量大大增加，产品收率大大降低，因此产品的经济性受到较大影响。

经实验室研究发现，均相钼催化剂通常可采用NaOH、KOH、KF和碱金属醇盐等作为催化剂淬灭剂，但由于上述物质在反应体系中溶解性较差，处理过程需要额外引入水或醇，将上述碱物质配制成溶液。因此，这些均相淬灭剂存在设备腐蚀、污染环境、流程复杂、难以分离以及难重复利用等不足之处。环境友好的淬灭工艺迫切需要开发新型绿色、环保的固体淬灭材料。该非均相淬灭工艺与均相淬灭工艺相比，具有处理条件温和、流程简单、效率高等优点。

各种关于环氧化反应的报道较多，但基本都在针对环氧化反应本身进行研究，没有提及反应后过氧化物的后处理及分离情况。对于苯乙烯环氧化反应，由于苯乙烯本身的热敏特性，直接限制了环氧化反应温度，由于均相催化剂自身的特点，因此在均相催化剂存在下，反应原料过氧化物最终残留量较高。反应后如果不进行处理，则反应液在存储和分离过程中，苯乙烯与过氧化物同时存在，本质安全性欠佳。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种苯乙烯环氧化反应均相催化剂淬灭工艺，与不进行淬灭的工艺相比，该工艺可大幅提高产物的选择性，及时的淬灭副反应。

本发明解决的另一个技术问题在于，提供一种苯乙烯环氧化反应残余过氧化物的处理工艺，与不进行过氧化物处理的工艺相比，分离系统的本质安全性得到质的提升。