專利名稱：烯烴環(huán)氧化的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種烯烴環(huán)氧化的方法，其中對離開反應器的出口氣流進一步加工。
現(xiàn)有技術從EP-A 100118中已知，如果使用鈦硅質(zhì)巖(titanium silicalite)作為催化劑，丙烯可以與過氧化氫反應獲得氧化丙烯。在鈦硅質(zhì)巖催化劑上總是略有發(fā)生的次級反應是過氧化氫分解形成分子氧。如果可以工業(yè)規(guī)模來安全地實施該環(huán)氧化方法，那么必須將形成的氧從反應系統(tǒng)中除去。最簡單的方法是將其隨丙烯出口氣流排放。這種方法從EP A 659 473中可知。然而，該方法的缺陷是大量丙烯和氧化丙烯與氧一起損失掉。
因此本發(fā)明的目的是提供一種可以獲得更高產(chǎn)率的烯烴環(huán)氧化的方法。
發(fā)明主題本目的是通過一種催化環(huán)氧化烯烴的方法實現(xiàn)的，其中在一個反應階段在有鈦硅質(zhì)巖催化劑的情況下烯烴在有機水混性溶劑中與含水過氧化氫反應，其中獲得含有氧化烯烴、未反應的烯烴和氧的出口氣流，并在吸收裝置中將所述出口氣流與反應階段所用相同的溶劑接觸，并將載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流從吸收裝置中抽出，將含有氧的出口氣流排放掉。
發(fā)明概述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在用過氧化氫和鈦硅質(zhì)巖催化劑環(huán)氧化烯烴的過程中，排放含有氧的出口氣流時發(fā)生的烯烴和氧化烯烴的損失可以如下簡單的方法降低利用環(huán)氧化所用的溶劑將大部分氧化烯烴、烯烴和任選的相應鏈烷吸收，排放氧，載有氧化烯烴和烯烴的溶劑流或者返回到反應階段或者將其從反應階段通入下游加工階段。
在一優(yōu)選實施方式中，另外將惰性氣體流加入吸收裝置中，其中惰性氣體與氧一起在出口氣流中離開吸收裝置。惰性氣體的加入量優(yōu)選作為離開反應階段的出口氣流的量和組成的函數(shù)進行選擇，以便離開吸收裝置的出口氣流不再是可燃的組合物。這種實施方式的優(yōu)點是，即使當整個方法中產(chǎn)物流變化時，可以非常簡單地保持吸收裝置中氣相的組成，以便可燃混合物不能產(chǎn)生于吸收裝置中，它也不能作為出口氣流離開所述裝置。
合適的惰性氣體是僅微溶于用于環(huán)氧化的溶劑中、在環(huán)氧化反應條件下不與過氧化氫和氧化烯烴反應并且不與氧形成爆炸混合物的任何氣體，優(yōu)選使用的惰性氣體包括氮氣或者通過燃燒甲烷-空氣混合物獲得的惰性氣體。
合適的溶劑是在所選反應條件下不被過氧化氫氧化或者僅略有氧化并且在水中的溶解量大于10wt％的任何溶劑。優(yōu)選的溶劑是與水非限制性互溶的那些。合適的溶劑是醇類，例如甲醇、乙醇或叔丁醇，二醇類，例如乙二醇、1，2-丙二醇或1，3-丙二醇；環(huán)醚類，例如四氫呋喃、二惡烷或氧化丙烯；二醇醚類，例如乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚或丙二醇一甲醚，和酮類，例如丙酮或2-丁酮。特別優(yōu)選使用甲醇作為溶劑。在總壓力為1-25之間，優(yōu)選與環(huán)氧化反應相同的壓力下進行吸收，此時獲得含有氧的出口氣體?？梢栽谌軇┑娜埸c與100℃之間的溫度之間，優(yōu)選0-60℃下進行吸收。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施方式中，惰性氣體流和出口氣體逆流通過溶劑。特別適用于該實施方式的吸收裝置是具有惰性填料或插入物的柱，其中載有烯烴和氧化烯烴的出口氣流和惰性氣體流加入到柱底，將溶劑加到柱頂，在柱頂將出口氣流排放出去并將載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流從柱底抽出。
本發(fā)明的方法適用于環(huán)氧化具有2-6個碳原子的烯烴。最優(yōu)選的是將丙烯環(huán)氧化產(chǎn)生氧化丙烯。因此下面通過實施例使用丙烯環(huán)氧化描述本發(fā)明的方法。


圖1顯示了本發(fā)明的一個實施方式，其中以如下方法將吸收階段加入到環(huán)氧化方法中，將吸收期間載有丙烯和氧化丙烯的溶劑流通入環(huán)氧化反應中。
圖2顯示了本發(fā)明的另一實施方式，其中載有丙烯、丙烷和氧化丙烯的溶劑流不通入環(huán)氧化反應，而是通入加工階段。
圖3顯示了適用于本發(fā)明方法的吸收裝置。
根據(jù)圖1或圖2，丙烯隨物料流1加入環(huán)氧化階段，過氧化氫隨物料流2加入環(huán)氧化階段，溶劑隨物料流3加入環(huán)氧化階段，其中物料流3用于彌補該方法中任何的溶劑損失。液體反應混合物隨物料流4離開環(huán)氧化階段，含有氧的出口氣體隨物料流5離開環(huán)氧化階段。物料流4的液體反應混合物在加工階段分離成基本上由丙烯和丙烷組成的物料流6、基本上由氧化丙烯組成的物料流7、基本上由溶劑組成的物料流8、和基本上由水和高沸點次級產(chǎn)物組成的物料流9。當使用懸浮的催化劑時，加工并回收物料流10的催化劑，將其返回到環(huán)氧化階段中，其中一部分催化劑或整個催化劑的比例任選預先經(jīng)過再生步驟。當使用環(huán)氧化階段中保持的成形催化劑時，不獲得物料流10。從物料流8回收的溶劑全部或部分地以物料流11返回到吸收階段?；氐江h(huán)氧化階段的丙烯流6的子流12通入丙烷分離階段，從其中排放富含丙烷的物料流13，同時耗盡丙烷的物料流14也通入環(huán)氧化階段。
除了含有氧的出口氣流5和溶劑流11之外，還將惰性氣體流15加入吸收階段。惰性氣體與來自環(huán)氧化的氧一起隨出口氣流16離開吸收階段。
在圖1所示的實施方式中，載有丙烯、丙烷和氧化丙烯的溶劑流17回到環(huán)氧化階段，將溶劑流8分開，以便優(yōu)選30％以上，特別優(yōu)選80％以上隨物料流11通入吸收階段。
在圖2所示的實施方式中，載有丙烯、丙烷和氧化丙烯的溶劑流17通入加工階段，并將溶劑流8分開，以便優(yōu)選50％以下，特別優(yōu)選30％以下隨物料流11通入吸收階段。
在吸收階段，出口氣流5和溶劑流11逆流通過。吸收階段優(yōu)選呈現(xiàn)圖3所示具有惰性填料或插入物的柱的形式并經(jīng)過操作，以便氣流5和15加入柱底，并且出口氣流16從柱頂抽出，同時溶劑隨物料流11供應到柱頂，加載的液體流17從柱底抽出。
惰性氣體的量經(jīng)過選擇，以便出口氣流16，除惰性氣體之外，還含有氧以及少量丙烯和溶劑，不再是可燃組合物。
在環(huán)氧化階段，在含有過氧化氫的物料流2通入環(huán)氧化反應器之前，它可以與含有溶劑的物料流(圖1實施方式中的物料流8和/或17或者圖2實施例中的物料流8)混合。含有丙烯的物料流1和6在它們加入到環(huán)氧化反應器中之前同樣可以混合。
本發(fā)明方法的優(yōu)點在于，由于用于吸收的溶劑可以與用于環(huán)氧化反應的溶劑循環(huán)，僅少量丙烯和氧化丙烯隨含有氧的出口氣流損失，并且不需要其它輔助物質(zhì)從出口氣流中回收丙烯和氧化丙烯。
權利要求
1.催化環(huán)氧化烯烴的方法，其中在一個反應階段在有鈦硅質(zhì)巖催化劑的情況下烯烴在水混性有機溶劑中與含水過氧化氫反應，由此獲得含有氧化烯烴、未反應的烯烴和氧的出口氣流(5)，其特征在于在吸收裝置中將所述出口氣流(5)與反應階段所用相同的溶劑接觸，并將載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流(17)從吸收裝置中抽出，將含有氧的出口氣流(16)排放掉。
2.如權利要求1的方法，其特征在于另外將惰性氣體流(15)加入吸收裝置中，其中惰性氣體與出口氣流(16)中的氧一起離開吸收裝置。
3.如權利要求2的方法，其特征在于惰性氣體的加入量作為離開反應階段的出口氣流(5)的量和組成的函數(shù)進行選擇，以便離開吸收裝置的出口氣流(16)不再是可燃的組合物。
4.如權利要求2和3之一的方法，其特征在于惰性氣體選自僅微溶于用于環(huán)氧化的溶劑、在環(huán)氧化反應條件下不與過氧化氫和氧化烯烴反應并且不與氧形成爆炸混合物的氣體，優(yōu)選選自氮氣或者通過燃燒甲烷-空氣混合物獲得的惰性氣體。
5.如權利要求2-4之一的方法，其特征在于所述惰性氣體流(15)和出口氣流(5)逆流通過所述溶劑。
6.如前面權利要求之一的方法，其特征在于所述吸收裝置是具有惰性填料或插入物的柱，并將所述氣流(5，15)從柱底加入，將所述溶劑以溶劑流(11)供應到柱頂，在柱頂將出口氣流(16)排放，并將載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流(17)從柱底抽出。
7.如前面權利要求之一的方法，其特征在于所述載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流(17)或者返回到反應階段或者將其從反應階段通入到下游加工階段。
8.如前面權利要求之一的方法，其特征在于來自反應階段的液體產(chǎn)物流(4)經(jīng)過加工，并將如此獲得的回收溶劑部分返回到吸收裝置，并將部分返回到反應階段。
9.如前面權利要求之一的方法，其特征在于所述烯烴是具有2-6個碳原子的烯烴，優(yōu)選丙烯。
10.如前面權利要求之一的方法，其特征在于所述溶劑選自醇、二醇、環(huán)醚、二醇醚和酮并優(yōu)選甲醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種催化環(huán)氧化烯烴的方法，其中在一個反應階段內(nèi)，在有鈦硅質(zhì)巖催化劑的情況下，烯烴在水混性有機溶劑中與含水過氧化氫反應，由此獲得含有氧化烯烴、未反應的烯烴和氧的出口氣流，在吸收裝置中將所述出口氣流與反應階段所用相同的溶劑接觸，并將載有烯烴和氧化烯烴的溶劑流從吸收裝置中抽出，將含有氧的出口氣流排放掉。
文檔編號C07D301/12GK1425011SQ01804650
公開日2003年6月18日 申請日期2001年2月2日 優(yōu)先權日2000年2月7日
發(fā)明者維利·霍芬, 格奧爾格·蒂勒 申請人:德古薩股份公司, 烏德股份有限公司