一种环己酮氧化的方法_2

文档序号:9761802阅读:来源:国知局
剂的总装填量相同的条件下,能够获得更长的装置稳定运行时间。更优 选地,所述第一反应区中的催化剂的活性组分与所述第二反应区中的催化剂的活性组分的 质量比为0. 2-10 :1,进一步优选为2-4 :1。
[0030] 根据本发明的方法,所述反应区包括第一反应区和第二反应区是指反应器中具有 催化剂床层的区域。
[0031] 根据本发明的一种优选的实施方式,所述第一反应区的内径比第二反应区的内径 大,更优选所述第一反应区与第二反应区的内径比为2-5 :1。如此可以进一步提高催化剂 的单程使用寿命。
[0032] 根据本发明的一种更优选的实施方式,所述第一反应区中的催化剂的活性组分与 所述第二反应区中的催化剂的活性组分的质量比为〇. 1-20 :1,优选为0. 2-10 :1,进一步优 选为2-4 :1,所述第一催化剂床层的内径与第二催化剂床层的内径比为2-5 :1。
[0033] 根据本发明的方法,以所述第一反应区的催化剂床层的空心钛硅分子筛和所述第 二反应区的催化剂床层的钛硅分子筛的总量为基准,所述环己酮的重量空速为0. l-20h \ 优选为〇. 2-10h、
[0034] 根据本发明的方法,所述第一反应区和第二反应区中催化剂床层的数量可以根据 催化剂的装填量进行选择,各自可以为一个或两个以上。
[0035] 所述第一反应区和所述第二反应区可以设置在一个反应器中,也可以分别设置在 两个以上反应器中。
[0036] 根据本发明的方法,装填在第一反应区和第二反应区中的催化剂各自可以为成型 催化剂和/或未成型催化剂(即,钛硅分子筛原粉),优选为成型催化剂。
[0037] 所述成型催化剂包括载体(即,粘结剂)和钛硅分子筛。本发明对于所述成型催 化剂中载体和钛硅分子筛的含量没有特别限定,只要载体的量足以使钛硅分子筛成型并具 有一定的强度,且钛硅分子筛的含量足以实现催化作用即可。一般地,以所述成型催化剂的 总量为基准,所述钛硅分子筛的含量可以为1-99重量%,所述载体的含量可以为1-99重 量%。从平衡成型催化剂的强度以及催化活性的角度出发,以所述成型催化剂的总量为基 准,所述钛硅分子筛的含量优选为5-95重量%,更优选为10-95重量%;所述载体的含量优 选为5-95重量%,更优选为5-90重量%。
[0038] 本发明对于所述载体的种类没有特别限定,可以为本领域的常规选择。一般地,所 述载体可以为耐热无机氧化物和/或硅酸盐。
[0039] 可以采用常用的各种方法来获得所述成型的催化剂。例如:可以将钛硅分子筛与 载体原料混合后,进行成型,并将得到的成型物进行干燥以及任选的焙烧,从而得到所述成 型的催化剂。所述载体原料选自无机耐热无机氧化物、耐热无机氧化物的前身物、硅酸盐以 及硅酸盐的前身物。所述耐热无机氧化物的前身物可以为能够形成所述耐热无机氧化物的 物质。例如,在所述耐热无机氧化物为氧化铝时,所述前身物可以为各种水合氧化铝;在所 述耐热无机氧化物为氧化硅时,所述前身物可以选自各种硅溶胶和有机硅氧烷。
[0040] 将得到的含有钛硅分子筛的混合物成型并将得到的成型物进行焙烧的条件亦没 有特别限定,可以为本领域的常规选择。具体地,所述成型的方式可以为挤条、喷雾、滚圆、 压片或它们的组合。所述成型的催化剂可以具有常见的各种形状,例如可以为球形、条形、 环形、三叶草形、蜂窝形或蝶形等,优选为球形。可以在本领域的常规条件下将成型物进行 干燥,例如可以在80-250°C的温度下、在常压或减压的条件下将所述成型物干燥。所述焙烧 的条件包括:温度可以为350-600°C,时间可以为0. 5-12小时。所述焙烧优选在含氧气氛 中进行,所述含氧气氛例如可以为空气气氛或氧气气氛。
[0041] 所述成型催化剂的颗粒大小也没有特别限定,可以根据具体形状进行适当的选 择。一般地,所述成型催化剂的平均粒径可以为2-5000微米,优选为5-2000微米,如为 40-600微米。所述平均粒径是采用激光粒度仪测定的体积平均粒径。
[0042] 在采用钛硅分子筛作为催化剂的各种工业装置中,如氨肟化反应、羟基化反应和 环氧化反应装置中,通常在装置运行一段时间之后,催化剂的催化活性下降,需要进行器内 或器外再生,当即使进行再生也很难获得满意的活性时,需要将催化剂从装置中卸出(即, 更换催化剂),而卸出的催化剂(即,卸出剂或废催化剂)目前的处理方法通常是堆积掩埋, 一方面占用了宝贵的土地资源和库存空间,另一方面钛硅分子筛生产成本较高,直接废弃 不用也造成了极大的浪费。本发明的发明人在研究过程中发现,如果将这些卸出剂进行再 生处理,将得到的再生剂用于本发明,仍然能够获得高的氧化剂转化率和目标氧化产物选 择性,连续反应过程中氧化剂转化率和目标氧化产物选择性的稳定性更好。因此,根据本发 明的方法,所述第一反应区中的催化剂和第二反应区中的催化剂优选各自来源于至少一种 反应装置的卸出剂。所述卸出剂可以为从各种使用钛硅分子筛的装置中卸出的卸出剂,例 如可以为从氧化反应装置中卸出的卸出剂。所述氧化反应可以为各种氧化反应,例如所述 卸出剂可以为氨肟化反应装置的卸出剂、羟基化反应装置的卸出剂和环氧化反应装置的卸 出剂中的一种或多种,具体可以为环己酮氨肟化反应装置的卸出剂、苯酚羟基化反应装置 的卸出剂和丙烯环氧化反应装置的卸出剂中的一种或多种。
[0043] 将卸出剂进行再生的条件没有特别限定,可以根据卸出剂的来源进行适当的选 择,例如:高温焙烧和/或溶剂洗涤。
[0044] 一般地,经再生的卸出剂的活性可以为其在新鲜时的活性(即,新鲜钛硅分子筛 的活性)的5-95%。所述新鲜钛硅分子筛是指制备出的钛硅分子筛除在使用前进行活化处 理(通常为进行焙烧,以除去钛硅分子筛的制备过程中残留的物质或基团)外,未经历过其 它物理化学处理过程的钛硅分子筛。优选地,经再生的卸出剂的活性可以为其在新鲜时的 活性的10-90%,进一步优选为其在新鲜时的活性的40-88%。在经再生的卸出剂的活性为 其在新鲜时的活性的40-88%时,不仅能够获得令人满意的氧化剂转化率,而且能够获得进 一步提高的目标氧化产物选择性,连续反应过程中氧化剂转化率和目标氧化产物选择性更 为稳定。从进一步提高氧化剂转化率的角度出发,经再生的卸出剂的活性为其在新鲜时的 活性的42-85%。所述新鲜钛硅分子筛的活性一般为95%以上。
[0045] 所述活性通过以下方法测定:分别将经再生的卸出剂和新鲜钛硅分子筛用作环 己酮氨肟化反应的催化剂,该氨肟化反应的条件为:钛硅分子筛、36重量%的氨水(以NH 3 计)、30重量%的双氧水(以H202计)、叔丁醇和环己酮按重量比1 :7. 5 :10 :7. 5 :10,在 大气压力下于80°C反应2小时。分别计算以经再生的卸出剂和新鲜钛硅分子筛为催化剂 时环己酮的转化率,从而确定经再生的卸出剂和新鲜钛硅分子筛的活性,其中,环己酮的 转化率=[(加入的环己酮的摩尔量一未反应的环己酮的摩尔量)/加入的环己酮的摩尔 量]X100%。
[0046] 根据本发明的方法,以所述钛硅分子筛的总量为基准,经再生的卸出剂的含量优 选为5重量%以上,反应过程更为平稳易控制,同时也能获得令人满意的氧化剂转化率和 目标氧化产物选择性。根据本发明的方法,即使全部钛硅分子筛为经再生的卸出剂时,仍然 能够获得令人满意的氧化剂转化率和目标氧化产物选择性。从进一步提高氧化剂转化率和 目标氧化产物选择性的角度出发,以所述钛硅分子筛的总量为基准,经再生的卸出剂的含 量更优选为50-80重量%。
[0047] 所述第一反应区和所述第二反应区的催化剂床层中除装填催化剂外,还可以装填 至少一种填料。在反应区装填填料能够对反应区中催化剂的量进行调整,从而对反应速度 和反应区的处理量进行调节。所述填料的装填量可以根据预期的反应速度以及反应区的处 理量进行适当的选择,以能够满足具体使用要求为准。一般地,在第一反应区和第二反应 区中,以所述填料和催化剂的总量为基准,催化剂的含量各自可以为30-95重量%,优选为 30-70重量%,更优选为50-70重量%。
[0048] 本发明对于所述填料的种类没有特别限定,可以为常用的各种填料,例如可以选 自拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍、矩鞍和金属环矩鞍填料。所述填料的具体实例可以为θ 环和/或β环。
[0049] 在反应区中还填充有填料时,可以将填料与催化剂以二者的混合物的形式装填中 在反应区中;也可以将由催化剂形成的催化剂床层和由填料形成的填料层间隔装填在反应 区中;也可以采用上述两种方式的组合。
[0050] 从进一步提高催化剂床层的抗坍塌能力并且获得具有更高的目标氧化产物收率 的角度出发,优选将由催化剂形成的催化剂床层和由填料形成的填料层间隔装填在反应区 中,从而将反应区分为多段(即,在反应区中设置多个催化剂床层,相邻的催化剂床层之间 由填料层隔开)。此时,每个催
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