一种合成1,2-环氧丁烷的方法

文档序号:3536557阅读:1093来源:国知局
专利名称:一种合成1,2-环氧丁烷的方法
技术领域
本发明涉及一种合成1,2-环氧丁烷的方法,特别是涉及一种由1-丁烯一步合成1,2-环氧丁烷的方法。
背景技术
1,2-环氧丁烷(BO),又叫做氧化丁烯,是一种有机合成原料,可以用来制造有机合成中间体以及高分子聚合物,例如可以生产1,2-丁二醇、丁醇胺等。1,2-环氧丁烷还可以取代丙酮做硝基漆的稀释剂,具有良好的性能,也可用作含氯化合物的抗氧剂、生产氯乙烯树脂的抗腐蚀剂、表面活性剂、汽油添加剂等。1,2-环氧丁烷也是1,1,1-三氯乙烷(CH3-CCl3)和其它氯化溶剂的稳定剂。
工业上1,2-环氧丁烷的主要生产方法至今仍采用氯醇法工艺,即首先用次氯酸使1-丁烯氯醇化,然后环氧化。但是,用氯醇法合成环氧丁烷时,需要消耗大量的Cl2,设备腐蚀严重,并且生产中产生含CaCl2和有机氯化物的废水、废渣,对环境造成了极大污染。另外,生产装置要求建在有氯气资源和排污条件的地方,对生产地点要求比较严格。
由于污染问题,氯醇法必定将逐渐淘汰。近年来,1-丁烯在催化剂的作用下直接环氧化生成1,2-环氧丁烷的方法正在引起人们的关注。相比之下,丁烯直接环氧化法省去了氯醇化这道工序,因而简化了生产流程,特别是大大减少了环境污染。在杂志《精细化工中间体》2003年4月的《钛硅分子筛催化合成1,2-环氧丁烷》一文中公开了在钛硅分子筛催化剂上,反应温度40-80℃,丁烯-1直接环氧化生成环氧丁烷,环氧丁烷的选择性最高为96.8%。此方法的不足之处在于环氧丁烷的选择性稍低,同时反应在高压釜中间歇进行,不能连续反应。

发明内容
本发明的目的是提出一种产品选择性高、可连续反应的、由1-丁烯一步合成1,2-环氧丁烷的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种合成1,2-环氧丁烷的方法,其特征在于摩尔比为(1~60)∶(0.5~10)∶1的低碳醇、1-丁烯和双氧水在装有催化剂的反应器内,1-丁烯和双氧水发生环氧化反应,生成1,2-环氧丁烷,所述的反应条件是反应温度为0℃~100℃,反应压力为0.5~8.5Mpa,反应床层液体空速为0.1~10h-1。
所述低碳醇的分子式是CnH2n+1OH,式中n≥1,优选甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种。低碳醇作为反应溶剂存在。
所述反应器可以是管道连续反应器,或者是固定床反应器,或者是淤浆床反应器,或者是釜式间歇反应器,或者是流化床反应器,或者是它们的组合。
所述催化剂可以是钛硅分子筛、改性钛硅分子筛、碱、醇钠、醇钾中的一种或它们的混合物。
所述碱可以是固体碱、液体碱,或有机碱、无机碱。
所述的醇钠(或醇钾)可以是甲醇钠(或甲醇钾)、乙醇钠(或乙醇钾)、丁醇钠(或丁醇钾)等有机醇钠(或有机醇钾)或它们的混合物。
采用1-丁烯一步合成1,2-环氧丁烷的方法,改进了现有工业生产1,2-环氧丁烷时,工艺复杂、成本高、设备腐蚀严重、排放有害物质等缺陷,整个过程简单、无污染,1,2-环氧丁烷的选择性最高可达99%以上,并且可连续反应,适于大规模的工业生产。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明实施例1
将15g钛硅分子筛用10g石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇和双氧水摩尔比为50∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1∶1,甲醇和双氧水分别用计量泵注入反应器,1-丁烯通过质量流量计计量进入反应器(或用泵注入反应器),三种反应物与催化剂接触反应,合成1,2-环氧丁烷。反应条件反应温度为0℃,反应压力为0.5MPa,反应床层液体空速为10h-1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为99.3%,双氧水转化率为70.36%。
实施例2将改性钛硅分子筛装于淤浆床反应器中,液体总体积为3升,催化剂装填量占总液体量的5%。乙醇和双氧水摩尔比为60∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为0.5∶1,反应条件反应温度为60℃,反应压力为8.5MPa,反应床层液体空速为8.0h-1,其他步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为90.15%,双氧水转化率为90.25%。
实施例3将10g钛硅分子筛和10g乙醇钠混合均匀,用20g石英沙稀释,装于固定床反应器中。丙醇和双氧水摩尔比为1∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为6∶1,反应条件反应温度为80℃,反应压力为2.1MPa,反应床层液体空速为0.1h-1,其它步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为75.10%,双氧水转化率为99.80%。
实施例4将25g氧化镁装于固定床反应器中,催化剂用5g石英沙稀释,甲醇和双氧水摩尔比为3∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为10∶1,反应条件温度为30℃,压力为2.0MPa,反应床层液体空速为5.34h-1,所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为96.00%,双氧水转化率为80.21%。
实施例5将20g钛硅分子筛用15g石英沙稀释后装于固定床反应器中。丁醇和双氧水摩尔比为5∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1.5∶1,反应条件反应温度为100℃,反应压力为2.0MPa,反应床层液体空速为8h-1。其他步骤同实施例1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为70.56%,双氧水转化率为98.88%。
实施例6将17g钛硅分子筛用10g石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇和双氧水摩尔比为6∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1∶1,反应条件反应温度为50℃,反应压力为2.5MPa,反应床层液体空速为5.34h-1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为96.25%,双氧水转化率为99.36%。
实施例7将17.5g钛硅分子筛用10g石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇和双氧水摩尔比为4∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1∶1,反应条件反应温度为50℃,反应压力为2.5MPa,反应床层液体空速为5.34h-1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为78.25%,双氧水转化率为99.56%。
实施例8将20g钛硅分子筛用10g石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇和双氧水摩尔比为6∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1∶1,反应条件反应温度为100℃,反应压力为2.5MPa,反应床层液体空速为5.34h-1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为72.67%,双氧水转化率为99.26%。
实施例9将18g钛硅分子筛用10g石英沙稀释后装于固定床反应器中。甲醇和双氧水摩尔比为8∶1,1-丁烯和双氧水摩尔比为1∶1,反应条件反应温度为50℃,反应压力为2.5MPa,反应床层液体空速为5.34h-1。所得产物经过色谱分析,1,2-环氧丁烷选择性为95.80%,双氧水转化率为99.67%。
权利要求
1.一种合成1,2-环氧丁烷的方法,其特征在于摩尔比为(1~60)∶(0.5~10)∶1的低碳醇、1-丁烯和双氧水在装有催化剂的反应器内,1-丁烯和双氧水发生环氧化反应,得到1,2-环氧丁烷,所述的反应条件是反应温度为0~100℃,反应压力为0.5~8.5Mpa,反应床层液体空速为0.1~10h-1。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述低碳醇优选甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述催化剂可以是钛硅分子筛、改性钛硅分子筛、碱、醇钠、醇钾中的一种或它们的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种合成1,2-环氧丁烷的方法,摩尔比为(1~60)∶(0.5~10)∶1的低碳醇、1-丁烯和双氧水在装有催化剂的反应器内,1-丁烯和双氧水发生环氧化反应,得到1,2-环氧丁烷,所述的反应条件是反应温度为0~100℃,反应压力为0.5~8.5MPa,反应床层液体空速为0.1~10h
文档编号C07D303/04GK101085763SQ20071003492
公开日2007年12月12日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者李华, 王伟, 林榕伟, 何驰剑, 伍小驹, 高计皂, 佘喜春 申请人:湖南长岭石化科技开发有限公司, 林榕伟
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