[发明专利]一种二氯丙醇固体碱催化法制备环氧氯丙烷的方法

说明书

本发明涉及化工技术领域，公开了一种二氯丙醇固体碱催化法制备环氧氯丙烷的方法，包括如下步骤：在中空管状介孔固体碱催化剂存在下，二氯丙醇环化反应制备环氧氯丙烷；产生的HCl和环氧氯丙烷由气相脱出，经冷凝分离后，得到产物环氧氯丙烷；所述中空管状介孔固体碱催化剂包括中空管状介孔二氧化硅载体和负载在所述中空管状介孔二氧化硅载体上的碱金属硝酸盐。本发明使用中空管状介孔固体碱催化剂进行催化，催化效率高，能够提高环氧氯丙烷的产率，且易于分离回收；中空管状介孔固体碱催化剂内部的中空框架具备多孔结构，该结构具有高比表面积，能够参与催化的活性位点更多，还会给碱前驱体提供更多的容置空间。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，更具体地说，本发明是一种二氯丙醇固体碱催化法制备环氧氯丙烷的方法。

背景技术

环氧氯丙烷(ECH)是一种易挥发、不稳定、有似氯仿气体的无色油状气体。ECH广泛应用于医药、涂料、集成电路、增塑剂、表面活性剂等行业，是一种非常重要的精细化工产品和有机合成中间体。以ECH为主要原料生产的环氧树脂，性能优良，具有耐化学腐蚀、抗冲击、化学稳定性好、收缩率低、介电性能优良等特点。

目前，大多数碱催化反应的工业应用常采用过量的NaOH或KOH。这不仅致使反应设备易被腐蚀，而且会产生大量的副产物及废液，产物的分析提纯环节也存在许多的问题。而固体碱催化剂具备十分明显的优势，催化剂易分离，产品易于分离提纯，无需处理大量的工业废液，有效预防环境污染问题的发生，节省了大量的资源。同时，固体碱催化剂易于再生，可连续进行、重复利用，还会产生几何空间效应。因此，固体碱催化剂的发展前景非常广阔。

公开号为CN108586390B的中国发明专利公开了二氯丙醇制备环氧氯丙烷的方法，该方法在稀土催化剂存在下，二氯丙醇环化反应制备环氧氯丙烷；所述稀土催化剂由稀土氧化物、碱金属氧化物、两性氧化物组成。其不足之处在于稀土催化剂中的碱金属氧化物呈粉状，机械强度较低，难于分离，且易随着其碱性的增强而减小，这些都制约了它们在工业中的应用。另外，该稀土催化剂的比表面积不大，催化效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种二氯丙醇固体碱催化法制备环氧氯丙烷的方法，使用的中空管状介孔固体碱催化剂具备高比表面积，催化效率高，能够提高环氧氯丙烷的产率，且易于分离回收。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

本发明提供了一种二氯丙醇固体碱催化法制备环氧氯丙烷的方法，包括如下步骤：在中空管状介孔固体碱催化剂存在下，二氯丙醇环化反应制备环氧氯丙烷；产生的HCl和环氧氯丙烷由气相脱出，经冷凝分离后，得到产物环氧氯丙烷；所述中空管状介孔固体碱催化剂包括中空管状介孔二氧化硅载体和负载在所述中空管状介孔二氧化硅载体上的碱金属硝酸盐。

相比于液体碱催化剂，固体碱催化剂能够解决三废和设备腐蚀问题，且利于分离提纯和回收利用，因此，固体碱被广泛应用于工业生产工艺。本发明中在二氯丙醇环化反应制备环氧氯丙烷过程中使用固体碱催化剂，简化反应原料和步骤，通过后续的高温气相提出和冷凝分离HCl，即可得到产物环氧氯丙烷。固体碱在分离提纯过程中不会被带出，提高环氧氯丙烷的产率。

另外，本发明中使用的固体碱催化剂为中空管状介孔固体碱催化剂，是由碱金属硝酸盐负载在中空管状介孔二氧化硅载体上得到的。中空管状介孔二氧化硅载体为纳米级的管状结构，管状结构设有中空框架，该中空框架内部是由多孔孔道连接而成的，整个二氧化硅载体规整布有介孔，极大地增加了比表面积，以及碱金属硝酸盐在载体中的负载率，提高催化效率。同时，管状结构也一定程度地增加了和原料二氯丙醇的接触面积，提供更多的反应位点，缩短反应时间。

作为优选，所述二氯丙醇与中空管状介孔固体碱催化剂的质量比为8～10：2～4。

该质量比下的中空管状介孔固体碱催化剂可以达到更好的催化效率，过多易发生堆积团聚，反而不利于增大催化比表面积，过少则会导致反应不完全和反应时间过长。