[发明专利]用于烯烃环氧化的反应器

说明书

本发明涉及用于烯烃环氧化的反应器和烯烃环氧化的方法。在通过在含有钛沸石的固定床环氧化催化剂上在甲醇溶剂中使烯烃与过氧化氢连续反应而使烯烃环氧化的方法中，所述过氧化氢为由通过蒽醌法制备的过氧化氢水溶液，所述过氧化氢水溶液与甲醇混合以得到进料混合物，并其与固定床环氧化催化剂接触之前过滤该进料混合物。

本申请是申请日为2016年11月1日、申请号为201680068836.2、发明名称为“烯烃环氧化的方法”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及通过使烯烃与过氧化氢在甲醇溶剂中在固定床环氧化催化剂上连续反应使烯烃环氧化的方法和反应器。

发明背景

由EP 0 100 119 A1已知由固定床钛硅沸石催化剂催化的烯烃与过氧化氢的液相环氧化。该反应通常在甲醇溶剂中进行以实现高反应速率和产物选择性。如WO 99/28029、WO 01/10855和EP 1 085 017 A1中所述，通过使包含烯烃、过氧化氢和甲醇的混合物通过环氧化催化剂的固定床而实现了连续的环氧化。

发明概述

现已发现，在使用来自蒽醌法的过氧化氢水溶液的这种连续环氧化的延伸操作过程中，会在所述催化剂上形成沉积物，这些沉积物不会通过用甲醇溶剂洗涤或加热的常规催化剂再生步骤而被除去。这些沉积物降低催化剂活性并可能导致催化剂固定床中的液体分布不均，从而导致固定床中温度分布不均匀，这损害了环氧化物的选择性。当使用管束式反应器并且包含过氧化氢和甲醇的混合物通过液体分配器的孔分配到这些管中时，类似的沉积物会在孔处形成或积聚，并且由于沉积物而堵塞的孔可能会导致液体不均地分配到各个管中。

进一步发现，通过将过氧化氢溶液与甲醇混合并在将其用于环氧化反应之前过滤所得混合物可以减少或避免形成这种沉积物。

因此，本发明的主题是通过使烯烃与过氧化氢在甲醇溶剂中在包含钛沸石的固定床环氧化催化剂上连续反应来使烯烃环氧化的方法，其中使用的过氧化氢是通过蒽醌法制得的过氧化氢水溶液，所述过氧化氢水溶液与甲醇混合得到进料混合物，该进料混合物在与固定床环氧化催化剂接触之前过滤。

本发明的详细说明

在本发明的方法中，烯烃在含有钛沸石的固定床环氧化催化剂上在甲醇溶剂中与过氧化氢反应。

所述烯烃优选为无支链烯烃，更优选为无支链的C2-C6烯烃。所述烯烃可以被取代，例如在烯丙基氯中。最优选，所述烯烃是丙烯。丙烯可以与丙烷混合使用，优选丙烷与丙烯的摩尔比为0.001-0.15，更优选为0.08-0.12。

本发明方法中使用的过氧化氢是通过蒽醌法制备的过氧化氢水溶液。所述蒽醌法使用包含至少一种2-烷基蒽醌、2-烷基四氢蒽醌或两者的混合物(在下文中称为醌类)和至少一种溶解所述醌和氢醌的溶剂的工作溶液。所述2-烷基蒽醌优选为2-乙基蒽醌(EAQ)、2-戊基蒽醌(AAQ)或2-(4-甲基戊基)蒽醌(IHAQ)，更优选EAQ与AAQ和/或IHAQ的混合物，其中带有一个乙基的醌的摩尔份数为0.05-0.95。所述工作溶液优选进一步包含相应的2-烷基四氢蒽醌，并且通过调节所述蒽醌法中所使用的氢化和再生步骤的条件，优选将2-烷基四氢蒽醌加上2-烷基四氢蒽氢醌与2-烷基蒽醌加上2-烷基蒽氢醌的比例保持在1-20的范围内。所述工作溶液优选包含具有9或10个碳原子的烷基苯的混合物作为蒽醌的溶剂，和至少一种选自二异丁基甲醇(DiBC)、甲基环己基乙酸酯(MCA)、磷酸三辛酯(TOP)、四丁基脲(TBU)和N-辛基己内酰胺作为蒽氢醌的溶剂，优选DiBC、MCA和TOP，最优选TOP。

蒽醌法是一种循环工艺，包括氢化阶段(其中氢气在加氢催化剂存在下与工作溶液反应以将至少部分醌转化为相应的氢醌)、随后的氧化阶段(其中含有氢醌的氢化的工作溶液与氧反应以形成过氧化氢和醌)，以及萃取阶段(其中用水从氧化的工作溶液中萃取过氧化氢以提供过氧化氢的水溶液，萃取的工作溶液返回到所述氢化阶段以完成一个反应循环)。