一种环氧化物的制造方法技术

制造一种环氧化物的方法，包括在一种沸石基催化剂和一种溶剂的存在下，由烯烃与过氧化物进行反应，其中反应介质的ｐＨ值为４．８－６．５，所述反应介质包含烯烃、过氧化物、催化剂、所形成的环氧化物和溶剂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，包括在沸石基催化剂的存在下，由烯烃与过氧化物进行反应。本专利技术更特别涉及1，2-环氧丙烷或氧化丙烯的制造方法，包括由丙烯与过氧化氢进行反应。已知的作法是，在诸如TS-1型催化剂的存在下，通过丙烯与过氧化氢的环氧化反应制造氧化丙烯，所述催化剂在专利申请EP0，230，949中已有介绍。这种已知方法的缺点是在某些条件下会导致过低的选择性和／或过氧化氢的转化度。本专利技术旨在提供一种高选择性和／或高转化度的制造环氧化物的方法以克服上述缺点。本专利技术因此涉及一种制造环氧化物的方法，包括在沸石基催化剂和一种溶剂的存在下，烯烃与过氧化物之间的反应，其中，反应介质的pH值是4．8-6．5，所述反应介质包含烯烃、过氧化物、催化剂、所生成的环氧化物以及溶剂。本专利技术的基本特点之一在于其pH值。其理由是人们已经观察到，催化剂的酸性在选择性与过氧化物的转化度之间达到良好平衡时起到了重要作用。一般而言，过高的酸性将导致不良结果。然而，催化剂的酸性很难在催化剂自身的水平上加以控制，因为，影响酸性的产物，即在环氧化反应中形成的副产物和由于催化剂与溶剂循环而夹带的酸以及由未转化烯烃夹带的酸很容易吸附在催化剂的表面上。此外，这些产物在催化剂的再生过程中不易被除去。人们已经发现，将环氧化反应介质的pH值保持在至少4．8，优选的是至少5，催化剂的酸性问题就可以解决。所述pH值不应当超过6．5，优选的是6。实际上，这就有可能使选择性与过氧化物的转化度之间达到很好的平衡。当反应介质的pH值保持在4．8-6．5，优选的是5-6的范围时，可以得到良好结果。在根据本专利技术的方法中，反应介质的pH值可以通过添加碱来加以控制。此碱可以选自水溶性碱。这些碱可以是强碱。作为强碱的例子，可以提及NaOH，KOH和通式为NR4+HO-的季铵氢氧化物(R=烷基)。它们也可以是弱碱。这些弱碱可以是无机的。作为弱无机碱的例子，可以提及NH4OH、Na2CO3、NaHCO3、Na2HPO4、K2CO3、Li2CO3、KHCO3、LiHCO3和K2HPO4。这些弱碱也可以是有机的。可适用的弱有机碱是羧酸的碱金属或碱土金属盐，优选的羧酸含有1-10个碳原子。弱碱可以产生良好结果。弱有机碱是优选的。醋酸钠是特别适合的。在根据本专利技术的方法中，可以使用的过氧化物是含有活性氧的过氧化物，活性氧能够完成环氧化反应。过氧化氢和在环氧化反应条件下可产生过氧化氢的过氧化物均适合使用。过氧化氢是优选的。在根据本专利技术的方法中，过氧化物的使用量，一般是每公斤反应介质至少1mol，特别是每公斤反应介质至少1．5mol。过氧化物的加入量一般小于每公斤反应介质10mol；通常少于或等于每公斤反应介质5mol，特别是少于或等于每公斤反应介质3mol。在根据本专利技术的方法中，过氧化物可以有利地以水溶液的形式加以使用。一般而言，水溶液含有至少为10％重量的过氧化物，特别是至少20％重量。该水溶液通常含有不高于70％重量的过氧化物，特别是50％重量。在根据本专利技术的方法中，烯烃与过氧化物在催化剂与溶剂的存在下反应，反应温度一般至少是0℃，特别是至少20℃。此温度一般小于150℃；通常小于或等于70℃，特别是小于或等于40℃。在根据本专利技术的方法中，烯烃与过氧化物之间的反应可以在常压下发生。此反应亦可在加压条件下发生。此压力一般不超过40bar。20bar的压力实际上是适合的。在根据本专利技术的方法中，所用的催化剂含有一种沸石，即一种包含氧化硅的固体，所述氧化硅具有微孔晶体结构。有利的是，这种沸石是无铝的。它优选含有钛。在根据本专利技术的方法中，可以使用的沸石可具有ZSM-5、ZSM-11、MCM-41型或者是β-沸石型的晶体结构。ZSM-5型的沸石适合使用。那些在约950-960cm-1处有红外吸收带的沸石是优选的。特别适合的沸石是钛硅质岩。与通式xTiO2(1-x)SiO2相对应的沸石具有良好性能，其中x的值是0．0001-0．5，优选的是0．001-0．05。这类型的、已知按TS-1命名的和具有ZSM-5型晶体结构的材料均可产生特别有利的结果。采用根据本专利技术的方法可以制备的环氧化物是一种有机化合物，其包含与下面通式相对应的基团 该环氧化物一般含有2-20个碳原子，优选的是3-10个碳原子。采用根据本专利技术的方法可有利地制备的一种环氧化物是1，2-环氧丙烷。在根据本专利技术的方法中，适用的烯烃含有3-10个碳原子。丙烯是优选的。在根据本专利技术的方法中，所用的溶剂一般来说是基本上易与水混合的。可产生良好结果的溶剂是含有1-4个碳原子的脂肪族有机衍生物。可以提及的例子是甲醇。所用烯烃数量与过氧化物数量之间的摩尔比一般大于或等于1，特别大于或等于1．5。此摩尔比通常小于或等于20，特别小于或等于10。在连续实验中，所用烯烃数量与溶剂数量之间的摩尔比一般大于或等于0．1，优选的是大于或等于0．5。此摩尔比通常小于或等于50，优选的是小于或等于10。根据本专利技术的方法可以连续地实施。作为两种选项之一，本方法也可以采用间歇方式实施。这些结果在下面表1中进行了详细对比。这些实验是以间歇方式完成的，反应条件为温度35℃，丙烯的流量10mol／小时，以水溶液形式加入0．6mol的过氧化氢，所述水溶液含有35％重量的过氧化氢。所用甲醇数量是14．4mol／molH2O2(360ml)。催化剂的用量是6．8克。在随后的例子中，过氧化氢的转化速率是以速率常数k来表示的，这是一个一级速率常数，对应于关系式速率=kx(H2O2的浓度)。选择性可以通过所得环氧化物数量除以所有生成产物数量之和的比值求出。表1<tables id="table1" num="001"><table>实施例pH选择性k(min-1)14．084．05925．590．72636．097．41546．398．11．6</table></tables>权利要求1．，包括在一种沸石基催化剂和一种溶剂的存在下，由一种烯烃与过氧化物进行反应，其中反应介质的pH值为4．8-6．5，所述反应介质包含该烯烃、过氧化物、催化剂、所形成的环氧化物以及溶剂。2．根据权利要求1的方法，其中反应介质的pH值是5-6。3．根据权利要求1或2的方法，其中的过氧化物的使用量是每公斤反应介质1-10mol，优选的是1．5-5mol。4．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中的过氧化物是以水溶液形式使用的，所述水溶液含有10-70％的过氧化物，优选的是20-50％。5．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中的反应是在0-150℃的温度下完成的，一般是0-70℃，优选的是20-40℃。6．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中的反应介质的pH值通过添加一种碱而保持在4．8-6．5范围内。7．根据权利要求6的方法，其中所述的碱选自弱碱。8．根据权利要求7的方法，其中所述的碱是醋酸钠。9．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中所述的沸石是钛硅质沸石，优选的是具有ZSM-5型晶体结构的TS-1型沸石。10．根据前述权利要求中任何一项的方法，其中的环氧化物是1，2-环氧丙烷，烯烃是丙烯，过氧化物是过氧化氢和溶剂是甲醇。全文摘要制造一种环氧化物的方法,包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧化物的制造方法，包括在一种沸石基催化剂和一种溶剂的存在下，由一种烯烃与过氧化物进行反应，其中反应介质的ｐＨ值为４．８－６．５，所述反应介质包含该烯烃、过氧化物、催化剂、所形成的环氧化物以及溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JP卡蒂纳特，M斯特雷贝勒，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]