專利名稱：均相催化低沸點(diǎn)烯烴雙氧水氧化連續(xù)反應(yīng)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低沸點(diǎn)烯烴用雙氧水環(huán)氧化連續(xù)生產(chǎn)環(huán)氧化合物的反應(yīng)系統(tǒng)，屬于以低沸點(diǎn)烯烴和雙氧水為原料，以雜多鎢磷酸鹽為催化劑，氧化連續(xù)生產(chǎn)環(huán)氧化合物的技術(shù)。
背景技術(shù)：
環(huán)氧化合物是非常重要的有機(jī)中間體。目前，除環(huán)氧乙烷可以通過空氣氧化乙烯直接制取外，其它烯烴的環(huán)氧化合物的生產(chǎn)方法都是通過間接氧化法、氯醇法或過酸法制備，分別存在著聯(lián)產(chǎn)品和環(huán)境污染等問題。雙氧水是一種非常清潔的氧源，近年來，以雙氧水為氧源，催化烯烴環(huán)氧化的研究很多，但是由于低沸點(diǎn)烯烴的環(huán)氧化合物水溶性比較大，因此在以雙氧水為氧源反應(yīng)體系中，都需要大量的極性有機(jī)溶劑來抑制水的副作用，因此，反應(yīng)體系效率比較低，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述過程的高效率、連續(xù)化生產(chǎn)，首先需要連續(xù)向反應(yīng)器提供烯烴和雙氧水，同時不斷采出反應(yīng)器中的反應(yīng)產(chǎn)物，并從產(chǎn)物中分離環(huán)氧化合物、未反應(yīng)的烯烴及溶劑，使烯烴和溶劑苯循環(huán)使用，而催化劑不用分離、可循環(huán)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種均相催化低沸點(diǎn)烯烴雙氧水氧化連續(xù)生產(chǎn)反應(yīng)方法，該方法具有催化劑不用分離、可循環(huán)使用，廢物和污染物排放少的特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述生產(chǎn)方法的系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法其主要步驟是a)按2.0-3.0kg的30％雙氧水∶60-70L溶劑∶250-350g催化劑的比例加入反應(yīng)器中，升溫至70-80℃，通過溶劑中的苯將加入的雙氧水中的水帶出，苯回反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；所述溶劑是磷酸三丁酯、磷酸三丁晴、氯代烴、二氧六環(huán)或吡啶與苯按體積比為1∶3-3∶1的混合物；b)再升溫至85-90℃，按原料流量30-33mol/h，雙氧水流量2-2.5kg/h進(jìn)入反應(yīng)器；所述的原料是沸點(diǎn)≤35℃的烯烴，如丙烯、異丁烯、丁烯、乙烯或氯乙烯；c)未反應(yīng)的烯烴、生成的環(huán)氧、水與苯進(jìn)行精餾，未反應(yīng)的烯烴經(jīng)汽化回收至反應(yīng)器；d)生成的環(huán)氧經(jīng)冷凝進(jìn)產(chǎn)品儲罐，水與苯分離后苯回收至反應(yīng)器。
本發(fā)明提供的用于實(shí)現(xiàn)上述方法的反應(yīng)系統(tǒng)主要由反應(yīng)器、冷凝器、精餾塔、水油分離器、氣化器等構(gòu)成。具體地說，本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成是反應(yīng)器，用于雙氧水以及原料的催化反應(yīng)；第一冷凝器，其一端與反應(yīng)器連接，接受從反應(yīng)器蒸出的苯和水相；另一端與一水油分離器連接，使苯和水相分離，分離后的苯返回與第一冷凝器連接的反應(yīng)器，水相由水油分離器排出；精餾塔，與反應(yīng)器連接，接受從反應(yīng)器中蒸出的未反應(yīng)的烯烴、生成的環(huán)氧、水相與苯；其中的水相和苯通過與精餾塔連接的水油分離器分離后，苯返回反應(yīng)器，水相由水油分離器排出；第二冷凝器，其一端與精餾塔連接，接受精餾塔中分離的環(huán)氧產(chǎn)品；第三冷凝器，其一端與精餾塔連接，接受精餾塔中未反應(yīng)的烯烴；另一端與一汽化器連接，該汽化器將未反應(yīng)的烯烴汽化后送入反應(yīng)器中。
其中第一冷凝器的工作溫度為50至60℃。
其中第二冷凝器的工作溫度為-25至50℃。
其中第三冷凝器的工作溫度為-25至40℃。


圖1為本發(fā)明提供的生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)例1、將2.5kg濃度為30％的雙氧水經(jīng)管道101加入預(yù)裝70L溶劑(磷酸三丁酯與苯混合溶劑)與300g催化劑的反應(yīng)器1，升溫至80℃，通過苯將加入的雙氧水中的水經(jīng)管道104帶出體系，通過第一冷凝器2(該第一冷凝器2的溫度為50℃)，進(jìn)入水油分離器4，苯經(jīng)管道107流回反應(yīng)器1中。然后，升溫至85℃，控制異丁烯的流量為30.3mol/h，濃度為30％的雙氧水的流量2kg/h，分別經(jīng)管道102和101進(jìn)入反應(yīng)器1，未反應(yīng)的烯烴、生成的環(huán)氧、水與苯通過管道104進(jìn)入精餾塔3，未反應(yīng)的烯烴從精餾塔3由管道108通過第三冷凝器2”(該冷凝器溫度控制在0℃)，冷凝經(jīng)管道109進(jìn)入汽化器5進(jìn)行汽化，然后通過管道103、102回到反應(yīng)器1。產(chǎn)品甲基環(huán)氧丙烷由精餾塔3沿管道105經(jīng)第二冷凝器2’(該冷凝器溫度控制在5℃)，進(jìn)產(chǎn)品儲罐，精餾塔3中的水與苯經(jīng)管道106進(jìn)入水油分離器4，其中的苯由管道107流回反應(yīng)器1。甲基環(huán)氧丙烷對雙氧水的選擇性達(dá)96.5％，甲基環(huán)氧丙烷的收率為89％。
權(quán)利要求
1.一種均相催化低沸點(diǎn)烯烴雙氧水氧化連續(xù)反應(yīng)方法，其主要步驟是a)按2.0-3.0kg的30％雙氧水∶60-70L溶劑∶250-350g催化劑的比例加入反應(yīng)器中，升溫至70-80℃，通過溶劑中的苯將加入的雙氧水中的水帶出，苯回反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；所述溶劑是磷酸三丁酯、磷酸三丁晴、氯代烴、二氧六環(huán)或吡啶與苯按體積比為1∶3-3∶1的混合物；b)再升溫至85-90℃，按原料流量30-33mol/h，雙氧水流量2-2.5kg/h進(jìn)入反應(yīng)器；所述的原料是沸點(diǎn)≤35℃的烯烴；c)未反應(yīng)的烯烴、生成的環(huán)氧、水與苯進(jìn)行精餾，未反應(yīng)的烯烴經(jīng)汽化回收至反應(yīng)器；d)生成的環(huán)氧經(jīng)冷凝進(jìn)產(chǎn)品儲罐，水與苯分離后苯回收至反應(yīng)器。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟b中所述的烯烴是丙烯、異丁烯、丁烯、乙烯或氯乙烯。
3.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的反應(yīng)系統(tǒng)，主要由反應(yīng)器、冷凝器、精餾塔、水油分離器、氣化器組成，其中反應(yīng)器，用于雙氧水以及原料的催化反應(yīng)；第一冷凝器，其一端與反應(yīng)器連接，接受從反應(yīng)器蒸出的苯和水相；另一端與一水油分離器連接，使苯和水相分離，分離后的苯返回與第一冷凝器連接的反應(yīng)器，水相由水油分離器排出；精餾塔，與反應(yīng)器連接，接受從反應(yīng)器中蒸出的未反應(yīng)的烯烴、生成的環(huán)氧、水相與苯；其中的水相和苯通過與精餾塔連接的水油分離器分離后，苯返回反應(yīng)器，水相由水油分離器排出；第二冷凝器，其一端與精餾塔連接，接受精餾塔中分離的環(huán)氧產(chǎn)品；第三冷凝器，其一端與精餾塔連接，接受精餾塔中未反應(yīng)的烯烴；另一端與一汽化器連接，該汽化器將未反應(yīng)的烯烴汽化后送入反應(yīng)器中。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，第一冷凝器的工作溫度為50至60℃。
5.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，第二冷凝器的工作溫度為-25至50℃。
6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，第三冷凝器的工作溫度為-25至40℃。
全文摘要
一種均相催化低沸點(diǎn)烯烴雙氧水氧化連續(xù)反應(yīng)方法及系統(tǒng)，該方法利用水與反應(yīng)液中組分(溶劑)共沸，除去體系中大部分水分(雙氧水中的水和反應(yīng)生成的水)，使環(huán)氧產(chǎn)率提高，生產(chǎn)效率提高，得以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，氣態(tài)烯烴可連續(xù)加入，同時連續(xù)分出產(chǎn)物，均相催化劑不用從反應(yīng)體系分出，可循環(huán)使用。該系統(tǒng)主要由反應(yīng)器、冷凝器、精餾塔、水油分離器、氣化器組成，該反應(yīng)系統(tǒng)反應(yīng)產(chǎn)物中分離環(huán)氧化合物、回收烯烴、苯溶劑，在反應(yīng)部分利用反應(yīng)本身熱能和溶劑苯將部分未反應(yīng)的原料、生成的產(chǎn)物和水蒸出，而催化劑不用分離。該反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低沸點(diǎn)烯烴用雙氧水氧化制環(huán)氧化合物過程的連續(xù)化。
文檔編號C07D305/00GK1765854SQ200410086218
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者高爽, 李萌, 呂迎 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所