[发明专利]制备烯烃环氧化物的方法和系统

说明书

公开了通过使用氧气氧化相应的支链烃来生产具有多于三个碳原子的烯烃环氧化物的方法和系统。生产烯烃环氧化物的方法包括使支链烷烃氧化以至少产生有机氢过氧化物。所述方法还包括通过与所述有机氢过氧化物的至少一部分的催化反应使支链烯烃环氧化以至少产生烯烃环氧化物和醇。所述方法还包括将所述醇的至少一部分转化成另外的支链烷烃和/或另外的支链烯烃。

技术领域

本申请涉及通过使用氧气氧化相应的支链烃(烷烃或烯烃)来生产具有三个以上碳原子的烯烃环氧化物的方法和系统。

背景技术

烯烃环氧化物是一种重要的中间体，其可以转化成许多有用的产物，例如，烯烃环氧化物可以转化成表面活性剂、洗涤剂、酯和环氧化物。在一些情况下，环氧化物如异丁烯环氧化物可以转化成内酯(通过羰基化)并进一步转化成聚内酯。环氧化物如异丁烯环氧化物也可以通过与二氧化碳共聚而转化成聚碳酸酯。烯烃环氧化物可以通过用环氧化剂氧化烯烃来生产。在环氧化期间，氧原子从环氧化剂转移到烯烃中的C＝C双键，从而形成具有两个碳和一个氧的三元环。合适的环氧化剂通常可以包括过酸、氢过氧化物、过氧化氢、臭氧或O₂(在环氧乙烷的情况下)。所有现有技术都需要烯烃作为进料，可以通过烷烃的蒸汽裂化、催化裂化或催化脱氢来产生烯烃。由于由烷烃生产烯烃的方法是高度吸热的，因此希望找到另外的、低能耗的由烷烃生产烯烃环氧化物的方法。

发明内容

本文公开了一种生产烯烃环氧化物的示例性方法。所述示例性方法可以包括使支链烷烃氧化以至少产生有机氢过氧化物。所述示例性方法还可以包括通过与所述有机氢过氧化物的至少一部分的催化反应使支链烯烃环氧化以至少产生烯烃环氧化物和醇。所述示例性方法还可以包括将所述醇的至少一部分转化成另外的支链烷烃和/或另外的支链烯烃。

本文还公开了用于生产烯烃环氧化物的另一示例性方法。所述示例性方法可以包括使包含异丁烷的支链烷烃流氧化以至少产生叔丁基过氧化氢。所述示例性方法还可以包括通过与所述叔丁基过氧化氢的至少一部分的催化反应使异丁烯环氧化以至少产生异丁烯环氧化物和叔丁醇。所述示例性方法还可以包括使所述叔丁醇的至少一部分脱水以产生水和用于环氧化步骤的另外的异丁烯。

本文还公开了一种用于生产烯烃环氧化物的示例性系统。所述示例性系统可以包括氧化器，所述氧化器能够操作以接收支链烷烃流和氧流并且至少产生氢过氧化物流。示例性系统还可以包括环氧化反应器，所述环氧化反应器流体耦合到所述氧化器并且能够操作以至少接收所述氢过氧化物流的一部分和支链烯烃流并至少产生醇流和包含烯烃环氧化物的产物流。示例性系统还可以包括反应器，所述反应器流体耦合至环氧化反应器，所述环氧化反应器能够操作以接收所述醇流的至少一部分。

附图说明

这些附图示出了本公开的特定方面，并且不应被用于限制或限定本公开。

图1是根据本公开的实施方式的用于生产烯烃环氧化物的方法的示意图。

图2是根据本公开的实施方式的用于生产烯烃环氧化物的另一方法的示意图。

具体实施方式

本申请涉及通过使用氧气或空气氧化相应的烃(烷烃和/或烯烃)来生产具有三个以上碳原子的烯烃环氧化物的方法和系统。

本文公开的方法和系统可存在多种潜在的优点，在本公开中仅提及了其中的一些优点。如上所讨论，烯烃环氧化物可以是生产许多有用产品中的重要中间体。有利地，所述实施方式提供使烷烃与氧气(空气)反应以生产具有三个以上碳原子的烯烃氧化物的方法和系统。所述方法和系统可以是特别有利的，因为实施方式可以在仅使用支链烃、氧气和任选的氢气的集成方法中生产烯烃氧化物。合适的支链烃可以包括、可以是异烷烃或异烯烃。例如，异烷烃可以与氧气一起用于生产烯烃环氧化物的集成方法中。作为进一步的实施例，异烯烃可以与氧气和氮气一起用于生产烯烃环氧化物的集成方法中。在至少一个实施方式中，有机氢过氧化物可以在所述方法中由异烷烃的氧化产生。因此，所公开的方法和系统可以使得能够由易得的材料如异烷烃和异烯烃有效地大规模生产烯烃氧化物。