CN105764609A - 制备环氧丙烷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备环氧丙烷的连续法，包括(i)提供液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内；(ii)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，并使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物；(iii)从环氧化反应器中移除排出料流，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少部分的至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷。
Description
本发明涉及一种制备环氧丙烷的连续法，其中使用含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石作为环氧化催化剂，并且其中在进入环氧化反应器的液体进料流中，存在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
环氧丙烷是化学工业中重要的中间体。一种合适的制备环氧丙烷的方法开始于丙烯，并使用过氧化氢作为氧化剂，乙腈作为溶剂，以及具有MWW骨架结构且含有钛的非均相沸石环氧化催化剂。例如，参考WO2011/006990。由于其对于工业规模方法的重要性，希望尽可能有效地进行该环氧化反应。因此，原料的转化率和对环氧丙烷的选择性应尽可能地高。
对于其中在环氧化反应器中原位制备过氧化氢的具体实例而言，WO2009/008493教导了在反应器中应存在铵盐。作为可考虑的盐，公开了碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢铵、磷酸铵、焦磷酸氢铵、焦磷酸铵、氯化铵、硝酸铵和乙酸铵。作为优选的盐，提及磷酸二氢铵、磷酸氢铵和磷酸铵。根据WO2009/008493的实施例，使用磷酸二氢铵，其中过氧化氢由作为原料的氢和氧在原位形成，并因此其中将贵金属催化剂与结构类型为MWW的含钛沸石催化剂结合使用。在WO2009/008493的理论实施例中，不添加铵盐，其中原样使用过氧化氢，并且其中使用结构类型为MWW的含钛沸石催化剂而无需另外的贵金属催化剂。
上文引用的WO2011/006990在实施例中教导了使用磷酸二氢铵。
US2011/0190517A1涉及一种钛-MWW催化剂以及其在使用过氧化氢的烯烃氧化中的用途。其公开了如果环氧化在液相中进行，则可加入缓冲剂。缓冲剂可以是任意合适的含氧酸的盐，其中阴离子可为磷酸根、碳酸根、碳酸氢根、羧酸根、柠檬酸根、硼酸根、氢氧根、硅酸根、硅铝酸根等；阳离子可为铵、烷基铵、碱金属、碱土金属等。但是，该实施例不建议加入缓冲剂。
WO2012/157473A1涉及一种制备含钛硅酸盐催化剂的方法，以及一种通过使用所述催化剂的催化反应以使用过氧化氢来对烯烃进行环氧化的方法。在该方法中，可使用缓冲剂，但是其同样不被实施例所支持。
本发明的一个目的是提供一种改进的在骨架结构类型为MWW的含钛沸石催化剂的存在下且在乙腈作为溶剂的存在下，使用过氧化氢作为氧化剂来对丙烯进行环氧化的连续法。
本发明的另一个目的是提供一种催化体系，所述催化体系表现出优异的长期稳定性，特别是在环氧丙烷选择性方面。
出人意料地发现，如果在连续反应中，使用特定的骨架结构类型为MWW的钛沸石作为环氧化催化剂，并提供进料至环氧化反应器中的液体进料流，所述液体进料流包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水和至少一种溶解的钾盐，所述钾盐具有钾相对于磷的特定摩尔比，则可以解决这些目的。
因此，本发明涉及一种制备环氧丙烷的连续法，包括
(i)提供液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐；
(ii)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，并使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，从而得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物；
(iii)从环氧化反应器中移除排出料流，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少部分的至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；
其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
此外，本发明涉及一种包含催化剂且包含至少一种磷含氧酸的钾盐的催化体系，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
此外，本发明还涉及至少一种磷含氧酸的钾盐在制备环氧丙烷的优选的连续法中，作为含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的添加剂的用途，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
步骤(i)
根据本发明方法的步骤(i)，提供的料流包含至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐”涉及一种溶解于液体进料流中的磷含氧酸的钾盐，其满足钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内的要求。在该情况下，如果含氧酸为例如H3PO4，则可例如通过适当地提供KH2PO4和H3PO4的混合物而制备钾相对于磷的摩尔比不为1的液体进料。术语“至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐”还涉及两种以上的钾盐，其中第一种钾盐可为第一种磷含氧酸的盐，且第二种钾盐可为不同于第一种磷含氧酸的第二种磷含氧酸的盐。如果使用两种以上的溶解的钾盐，则溶解的盐中钾的总摩尔量相对于溶解的盐中磷的总摩尔量将钾相对于磷的摩尔比限定在0.6至1.4的范围内。同样在该使用两种以上的钾盐的情况中，通过适当地提供两种以上的钾盐和各自的含氧酸的混合物，可以制备钾相对于磷的摩尔比在限定范围内的液体料流。术语“溶解的”定义为至少一种磷含氧酸的钾盐以低于溶解度极限存在于液体进料流中，该溶解度极限反之为至少一种磷含氧酸的钾盐在液体进料流中的饱和浓度。一种简单的评估至少一种磷含氧酸的钾盐的添加量是否低于溶解度极限的步骤是，在液体进料流进入环氧化反应器之前，使其流过过滤器并测量过滤器两端的压降。如果对料流而言，过滤器两端的压降不随时间增加，并且当处于脱机状态时，在过滤器上没有发现至少一种磷含氧酸的钾盐，则至少一种磷含氧酸的钾盐的量低于溶解度极限。
通常，关于一种以上的磷含氧酸的化学性质没有具体的限制。优选地，至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中n为1至10、优选1至9、更优选1至8、更优选1至7、更优选1至6、更优选1至5、更优选1至4、更优选1至3、更优选1至2范围内的整数，且其中x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2、更优选0.9至1.1的范围内。上文给出的式(I)定义了溶解于液体进料流中的所有钾盐的总和。
优选地，式(I)的整数n为1，且x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2、更优选0.9至1.1的范围内。同样优选地，式(I)的数字x在0.95至1.05的范围内，且n为1至10、优选1至9、更优选1至8、更优选1至7、更优选1至6、更优选1至5、更优选1至4、更优选1至3、更优选1至2范围内的整数。更优选地，式(I)的整数n为1，且式(I)的数字x在0.95至1.05的范围内，例如0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.00、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05。
因此，本发明还涉及如上所述的方法，包括
(i)提供液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐；
(ii)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，并使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，从而得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物；
(iii)从环氧化反应器中移除排出料流，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少部分的至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；
其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中，n为1且x在0.95至1.05的范围内。
此外，本发明涉及一种包含催化剂且包含至少一种磷含氧酸的钾盐的催化体系，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中，n为1且x在0.95至1.05的范围内。例如，x可为1。
此外，本发明还涉及至少一种磷含氧酸的钾盐在制备环氧丙烷的优选的连续法中，作为含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的添加剂的用途，其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中，n为1且x在0.95至1.05的范围内。
通常，在(i)中提供的液体进料流中，至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐的浓度不受具体的限制。优选地，包含在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中的钾相对于包含在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。例如，如果(i)的至少一种磷含氧酸的钾盐为磷酸二氢钾，则磷酸二氢钾相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比优选在25×10-6:1至250×10-6:1、更优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。
优选地，钾相对于包含在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。
通常，在(i)中提供的液体进料流中，水相对于乙腈的摩尔比不受任何具体的限制。优选地，所述摩尔比可具有由上述的水和乙腈的各自优选的浓度获得的任何值。更优选地，在(i)中提供的液体进料流中，该液体进料流进入环氧化反应器中并经受(ii)中的环氧化反应器，水相对于乙腈的摩尔比为至多1:4，更优选在1:50至1:4、优选1:15至1:4.1、更优选1:10至1:4.2的范围内。更优选地，水相对于乙腈的摩尔比在1:10至1:6、更优选1:9至1:7的范围内。
优选地，(i)中提供的液体进料流包含
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于液体进料流的总重量计；
过氧化氢，其量为6至10重量％，优选7至9重量％，基于液体进料流的总重量计；
丙烯，其中丙烯相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在1:1至1.5:1、优选1.1:1至1.4:1的范围内；以及
任选的丙烷，其中丙烷相对于丙烯和丙烷的总和的摩尔比在0.0001:1至0.15:1、优选0.001:1至0.05:1的范围内。
优选地，至少95重量％、优选95至100重量％、更优选96至100重量％、更优选97至100重量％、更优选98至100重量％的(i)中提供的液体进料流由丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷组成。
更优选地，(i)中提供的液体进料流包含
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于液体进料流的总重量计；
过氧化氢，其量为6至10重量％，优选7至9重量％，基于液体进料流的总重量计；
水，其中水相对于乙腈的摩尔比为至多1:4，优选在1:50至1:4、优选1:15至1:4、更优选1:10至1:4.2的范围内；
包含在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中的钾相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
丙烯，其中丙烯相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在1:1至1.5:1、优选1.1:1至1.4:1的范围内；以及
任选的丙烷，其中丙烷相对于丙烯和丙烷的总和的摩尔比在0.0001:1至0.15:1、优选0.001:1至0.05:1的范围内；
其中，至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的(i)中提供的液体进料流由丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷组成。
更优选地，(i)中提供的液体进料流包含
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于液体进料流的总重量计；
过氧化氢，其量为6至10重量％，优选7至9重量％，基于液体进料流的总重量计；
水，其中水相对于乙腈的摩尔比为至多1:4，优选在1:50至1:4、优选1:15至1:4、更优选1:10至1:4.2的范围内；
包含在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中的钾相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
钾，其中钾相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
丙烯，其中丙烯相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在1:1至1.5:1、优选1.1:1至1.4:1的范围内；以及
任选的丙烷，其中丙烷相对于丙烯和丙烷的总和的摩尔比在0.0001:1至0.15:1、优选0.001:1至0.05:1的范围内；
其中，至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的(i)中提供的液体进料流由丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷组成。
优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且不含磷酸二氢铵。更优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且不含磷酸铵、磷酸氢铵和磷酸二氢铵。更优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且不含碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢铵、磷酸铵、焦磷酸氢铵、焦磷酸铵、氯化铵、硝酸铵和乙酸铵。更优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且不含铵盐。在本发明的上下文中，使用的术语“不含”涉及各个化合物的浓度为至多2重量ppm，优选至多1重量ppm，基于液体进料流的总重量计。因此，本发明还涉及上述方法，其中(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且含有量为至多2重量ppm、优选至多1重量ppm的铵NH4 +，基于液体进料流的总重量计。
优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且含有钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6:1、优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。
优选地，(i)中提供的液体进料流优选作为唯一的进料流进入环氧化反应器，且不含溶解的磷酸氢二钾(K2HPO4)。
通常，可根据任何可想到的方法提供(i)中的液体进料流。优选地，通过结合至少四种单独的料流而提供(i)中的液体进料流，其中第一种料流包含过氧化氢，第二种料流包含丙烯和任选的丙烷，第三种料流包含乙腈和任选的水，且第四种料流包含至少一种磷含氧酸的钾盐。
这些至少四种单独的料流可以每种合适的顺序结合。优选地，将包含至少一种磷含氧酸的钾盐的料流与包含过氧化氢的料流结合，并将所得的结合的料流与由包含乙腈的料流和包含丙烯和任选的丙烷的料流结合而产生的料流结合。由此得到的料流为(i)中提供的液体料流。
因此，本发明还涉及上述方法，其中在(i)中，液体进料流通过结合包含过氧化氢的料流、包含乙腈和任选的水的料流、以及包含丙烯和任选的丙烷的料流来提供，其中包含至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐的含水料流与包含过氧化氢的料流结合，或与包含乙腈和任选的水的料流结合，或与包含丙烯和任选的丙烷的料流结合，或与这些料流的两种或三种的混合料流结合，优选与包含过氧化氢的料流结合，或与包含乙腈和任选的水的料流结合，或与其混合料流结合。
优选地，包含至少一种磷含氧酸的钾盐的料流为至少一种磷含氧酸的钾盐的含水料流，其中优选至少98重量％、更优选至少99重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.9重量％的含水料流由水和至少一种磷含氧酸的钾盐组成。优选地，含水料流包含浓度在0.1至18重量％、更优选0.2至15重量％、更优选0.5至10重量％、更优选1至5重量％、更优选1至3重量％范围内的至少一种磷含氧酸的钾盐，基于料流的总重量计。
优选地，包含丙烯的料流还包含丙烷，其中优选至少98重量％、更优选至少99重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.9重量％的料流由丙烯和丙烷组成。优选地，在料流中，丙烯相对于丙烷的重量比为至少7:3。例如，可使用市售可得的丙烯，其可为聚合物级丙烯或化学级丙烯。通常，聚合物级丙烯具有的丙烯含量在99至99.8重量％的范围内，且丙烷含量在0.2至1重量％的范围内。化学级丙烯通常具有的丙烯含量在92至98重量％的范围内，且丙烷含量在2至8重量％的范围内。优选地，使用丙烯含量在99至99.8重量％的范围内且丙烷含量在0.2至1重量％的范围内的料流。
优选地，包含丙烯和任选的丙烷的料流不含钾阳离子(K+)且不含至少一种磷含氧酸的阴离子形式的磷(P)。在本发明的上下文中，使用的术语“不含钾阳离子(K+)”是指包含丙烯和任选的丙烷的料流含有的钾阳离子(K+)的量小于1重量ppm，优选小于0.1重量ppm，基于料流的总重量计。在本发明的上下文中，使用的术语“不含至少一种磷含氧酸的阴离子形式的磷(P)”是指包含丙烯和任选的丙烷的料流含有的至少一种磷含氧酸的阴离子形式的磷(P)的量小于1重量ppm，优选小于0.1重量ppm，基于料流的总重量计。
根据本发明的方法，可以想到除了用于提供(i)中的液体进料流的包含丙烯和任选的丙烷的料流外，还可使用包含丙烯和任选的丙烷的另一种料流。所述另一种料流优选在下文描述的本发明的步骤(iv)中形成，其中将根据(iii)移除的环氧化混合物进行蒸馏。在步骤(iv)中，除了包含环氧丙烷、乙腈和水且损耗丙烯和任选的丙烷的底部料流外，还得到富含丙烯和任选的丙烷的蒸馏顶部料流。任选地在后处理后，该顶部料流可作为(i)中提供的液体进料流的一部分循环至环氧化反应中。包含丙烯和任选的丙烷的新鲜料流相对于包含丙烯和任选的丙烷的循环料流的体积比在0.1:1至20:1、优选1:1至10:1、更优选2:1至5:1的范围内。
优选地，在本发明的连续法中，用于提供(i)中的液体进料流的包含乙腈的料流至少部分地、优选主要由对排出料流进行后处理而产生的循环的乙腈料流组成，所述排出料流在(iii)中从环氧化反应器中移除且包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷。在排出料流的后处理过程中，优选移除料流中除乙腈和水以外的几乎所有的化合物，并将由此纯化的料流循环回至环氧化反应中。根据本发明优选的后处理，在乙腈循环料流的最终纯化阶段后或在乙腈循环料流的最终纯化阶段前或最终纯化阶段，将上述包含丙烯和任选的丙烷的料流与乙腈循环料流结合。优选地，在最终的纯化阶段前，更优选在后处理阶段前，将上述包含丙烯和任选的丙烷的料流与乙腈循环料流结合，其中在所述后处理阶段中，将包含乙腈和水的料流进行相分离，优选进行液-液相分离，并且其中使用包含丙烯和任选的丙烷的料流作为促进分离的化合物来进行该相分离。任选地，在该分离阶段后，可使所得的乙腈循环料流——目前还含有丙烯和任选的丙烷——进行进一步的纯化。下文将详细描述根据步骤(iii)移除的排出料流的特别优选的后处理。优选地，向其中加入包含丙烯和任选包含丙烷的料流且优选进行相分离和任选的进一步纯化的乙腈循环料流具有的组成是：优选至少98重量％、更优选至少99重量％、更优选至少99.5重量％由乙腈、水和丙烯组成。更优选地，至少75重量％、更优选75至90重量％、更优选80至85重量％的循环料流由乙腈和水组成。在循环料流中，乙腈相对于水的摩尔比优选为至多1:9，更优选在1:50至1:9、优选1:25至1:9、更优选1:25至1:10的范围内。下文中将描述用于对排出料流进行后处理和使乙腈循环的优选方法。
为了开始本发明的连续法，以及在对(iii)中得到的排出料流进行后处理的过程中补偿乙腈的任何损失，用于提供(i)中的液体进料流的包含乙腈的部分料流可为配制(make-up)的乙腈料流。优选地，配制的乙腈料流为乙腈含量为优选至少99.5重量％、更优选至少99.7重量％、更优选至少99.8重量％的化学级乙腈料流。优选地，在本发明的连续法中，循环的乙腈料流相对于配制的乙腈料流的重量比在1000:1至100:1、优选950:1至300:1、更优选900:1至500:1的范围内。
包含过氧化氢的料流可根据每种可想到的方法来制备。可以想到，通过阳极氧化使硫酸转化成过氧二硫酸，同时在阴极产生氢，以得到包含过氧化氢的料流。然后，对过氧二硫酸进行水解使得经由过氧单硫酸产生过氧化氢和又由此得到的硫酸。还可以想到由元素制备过氧化氢。根据具体的制备方法，包含过氧化氢的料流可为，例如，含水或含水/甲醇的过氧化氢料流，优选含水的过氧化氢料流。如果使用含水的过氧化氢料流，则料流中过氧化氢的含量通常在3至85重量％、优选25至75重量％、更优选30至50重量％的范围内，例如在30至40重量％或35至45重量％或40至50重量％的范围内。优选地，至少25重量％、更优选至少30重量％、更优选至少35重量％的包含过氧化氢的料流由水和过氧化氢组成。优选的范围为30至80重量％或35至75重量％或40至70重量％。
根据本发明，优选使用通过下列方法获得的包含过氧化氢的料流作为粗的过氧化氢溶液：对由称为蒽醌法(几乎全世界生产过氧化氢的方法)的方法得到的混合物进行萃取(参见，例如，Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A13卷(1989)第443-466页)，其中使用包含优选具有2至10个碳原子、更优选至少5个碳原子(例如5个碳原子或6个碳原子)的烷基基团的蒽醌的溶液，其中所用的溶剂通常由两种不同的溶剂的混合物组成。该蒽醌的溶液通常称为工作溶液(workingsolution)。在该方法中，在蒽醌法过程中形成的过氧化氢通常在氢化/再氧化循环后，通过萃取而从各自的工作溶液中分离。所述萃取可优选使用基本上纯净的水来进行，并得到粗的过氧化氢水溶液。尽管通常可通过蒸馏对由此得到的粗的过氧化氢水溶液进行进一步的纯化，但是根据本发明，优选使用这种没有通过蒸馏进行纯化的粗的过氧化氢水溶液。此外，通常可以将粗的过氧化氢水溶液进行进一步的萃取阶段，在所述萃取阶段中使用合适的萃取剂，优选有机溶剂。更优选地，用于该进一步的萃取阶段的有机溶剂与在蒽醌法中使用的溶剂相同。优选地，仅使用工作溶液中的一种溶剂来进行萃取，最优选地，仅使用工作溶液的最非极性的溶剂。如果将粗的过氧化氢水溶液进行该进一步的萃取阶段，则得到所谓的粗洗涤的过氧化氢溶液。根据本发明的一个优选实施方案，粗洗涤的过氧化氢溶液用作过氧化氢进料。粗溶液的制备记载于，例如，欧洲专利申请EP1122249A1中。关于术语“基本上纯净的水”，参考EP1122249A1的第3页，第10段，其通过引用的方式纳入本文中。
为了在用水(优选基本上纯净的水)进行萃取的过程中提供稳定性足够的过氧化氢，通常将合适的稳定剂加入水中，优选加入使用的基本上纯净的水中。具体而言，应提及强无机酸和/或螯合剂。根据优选的萃取方法，少量的硝酸盐和/或磷酸盐和焦磷酸盐分别作为稳定剂，以酸或钠盐的形式添加。这些稳定剂通常以这样的量添加，使得粗的过氧化氢水溶液含有50至400重量ppm的钠阳离子、100至700重量ppm的磷(以磷酸盐(PO4 3-)计算)，以及50至400重量ppm的硝酸根阴离子，各自相对于包含在粗的过氧化氢水溶液中的过氧化氢计算。优选的范围为，例如50至200重量ppm或50至100重量ppm的钠阳离子、100至500重量ppm或100至300重量ppm的磷，以及50至200重量ppm或50至100重量ppm的硝酸根。此外，可以想到使用其他的稳定剂，例如亚锡酸盐，如亚锡酸钠(Na2SnO2)，和/或有机膦酸，特别是有机二膦酸，如羟乙磷酸。优选地，含水过氧化氢料流包含钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6:1、更优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。因此，本发明还涉及上述方法，其中包含过氧化氢的料流为过氧化氢浓度在25至75重量％、优选30至50重量％的范围内的含水过氧化氢料流，基于含水过氧化氢料流的总重量计，其中含水过氧化氢料流还包含钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6、优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。
在(ii)中进入反应器的液体进料流的温度和压力不受任何具体的限制，条件是所述料流是液体。在(ii)中进料至反应器的液体进料流可由一种单一的液相组成、由两种液相组成或由三种以上的液相组成。优选地，在(ii)中进料至反应器的液体进料流由一种单一的液相组成或由两种液相组成，更优选由一种单一的液相组成。
优选地，在(ii)中进入反应器的液体进料流的温度在0至60℃、更优选10至55℃、更优选25至50℃的范围内。优选地，在(ii)中进入反应器的液体进料流的压力在14至100巴、更优选14.5至50巴、更优选15至25巴的范围内。因此，本发明涉及上述方法，其中在(ii)中进入反应器的液体进料流的温度在0至60℃、优选25至50℃的范围内，且压力在14至100巴、优选15至25巴的范围内。
步骤(ii)
包含骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂
根据本发明方法的步骤(ii)，在(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石。在本发明的上下文中，使用的术语“骨架结构类型为MWW的钛沸石”还称为“TiMWW”，且涉及在沸石骨架中包含钛作为同晶取代元素的骨架结构为MWW的沸石。优选地，沸石骨架几乎不含铝并主要由硅、钛和氧组成。优选地，至少99重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.9重量％的沸石骨架由硅、钛和氧组成。任选地，骨架结构类型为MWW的钛沸石可包含骨架外的钛，其应理解为不为MWW沸石骨架部分的每种钛物质。TiMWW催化剂的制备记载于，例如US2007043226A1中，特别是在US2007043226A1的实施例3和5中。
骨架结构类型为MWW的钛沸石的钛含量不受任何具体的限制。优选地，包含在(ii)的催化剂中的骨架结构类型为MWW的钛沸石的钛含量(以元素钛计算)在0.1至5重量％、更优选0.2至4重量％、更优选0.5至3重量％、更优选1至2重量％的范围内，基于骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。因此，本发明涉及上述方法，其中包含在(ii)的催化剂中的骨架结构类型为MWW的钛沸石的钛含量(以元素钛计算)在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，基于骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。
除了钛以外，骨架结构类型为MWW的钛沸石还包含锌。通常，可以想到锌为同晶取代元素，其为MWW沸石骨架结构的一部分。优选地，锌不为同晶取代元素。不为同晶取代元素的锌可通过，例如喷涂法、湿浸渍法(例如初湿浸渍法)，或任意其他合适的方法施用至沸石上。
通常，含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石可包含除钛、硅、氧和锌之外的至少一种其他元素。通常，可想到的是，该至少一种其他元素为属于MWW沸石骨架结构的一部分的同晶取代元素。优选地，该至少一种其他元素不为同晶取代元素。这种不为同晶取代元素的其他元素可通过例如喷涂法、湿浸渍法(例如初湿浸渍法)或任意其他合适的方法施用至沸石上。优选地，至少一种其他元素选自Al、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、In、Sn、Pb、以及两种以上的组合，优选选自Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、In、Pb、以及两种以上的组合。优选地，骨架结构类型为MWW的钛沸石包含锌作为除钛、硅和氧以外的唯一的其他元素。更优选地，骨架结构类型为MWW的钛沸石包含锌作为除钛、硅和氧以外的唯一的其他元素，其中至少99重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.9重量％的沸石骨架结构由硅、钛和氧组成。更优选地，如果骨架结构类型为MWW的钛沸石包含锌作为唯一的其他元素，则至少99重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.9重量％的含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石由锌、钛、硅和氧组成；该包含锌作为唯一的其他元素的骨架结构类型为MWW的钛沸石还称为“ZnTiMWW”。
骨架结构类型为MWW的钛沸石的锌含量不受任何具体的限制。优选地，包含在(ii)的催化剂中的骨架结构类型为MWW的钛沸石的锌含量(以元素锌计算)在0.1至5重量％、更优选0.2至4重量％、更优选0.5至3重量％、更优选1至2重量％的范围内，基于骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。因此，本发明涉及上述方法，其中包含在(ii)的催化剂中的骨架结构类型为MWW的钛沸石的锌含量(以元素锌计算)在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，基于骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。
根据(ii)所述的包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂可由含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石组成，优选由所述的ZnTiMWW组成。在这种情况中，所述催化剂可为沸石粉末形式的含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，所述沸石粉末可被模塑为例如：颗粒；微球，例如由喷雾干燥或喷雾造粒得到的微球；具有例如丸状、片状、圆柱状、轮状、星状、球状等形状的成型物体。
优选地，通过将含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石与至少一种粘结剂和/或与至少一种粘结剂前体和任选至少一种成孔剂和/或至少一种增塑剂适当地混合，将根据(ii)所述的包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石(优选ZnTiMWW)的催化剂制备为包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石(优选ZnTiMWW)的模制品。模制品可以每个可想到的几何体来成型，例如具有长方形、三角形、六边形、正方形(quadratic)、椭圆形或圆形截面的线束(strand)；星状体；片状体；球体；中空圆柱体等。这种粘结剂的实例为金属氧化物，例如SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2或MgO或粘土或两种以上的这些氧化物的混合物或Si、Al、Ti、Zr和Mg中至少两种的混合氧化物，其中优选SiO2。成孔剂如中孔形成剂(mesopore-formingagent)包括聚合的乙烯基化合物，例如聚环氧烷烃(如聚环氧乙烷)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、聚酰胺和聚酯。糊剂(pastingagent)包括有机聚合物，特别是亲水性聚合物，例如碳水化合物，如纤维素、纤维素衍生物如甲基纤维素和淀粉如马铃薯淀粉、壁纸石膏；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚异丁烯或聚四氢呋喃。可提及使用水、醇或二元醇或其混合物作为糊剂，例如水和醇的混合物、或水和二元醇的混合物，例如水和甲醇的混合物、或水和乙醇的混合物、或水和丙醇的混合物或水和丙二醇的混合物。优选地，使用(ii)的催化剂作为具有挤出物形状的模制品，挤出物优选具有的长度为优选1至10mm、更优选1至7mm、更优选1至5mm且直径为优选0.1至5mm、更优选0.2至4mm、更优选0.5至2mm。特别地，只要考虑(ii)优选的催化剂包含ZnTiMWW，则优选使用微粉形式的或模制品形式的该催化剂，其中模制品优选含有所述微粉。
优选地，本发明的步骤(ii)使用的微粉形式的包含ZnTiMWW的所述催化剂，其特征在于以下特征和实施方案，包括给出的从属实施方案的组合：
1.一种微粉，其颗粒的Dv10值为至少2微米，所述微粉含有根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的平均孔径(4V/A)在2至50nm范围内的中孔，并含有基于微粉的重量计至少95重量％的含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝的沸石材料(ZnTiMWW)。Dv10值应理解为根据本发明的参考实施例4.1测定。
2.实施方案1的微粉，其Dv10值在2至5.5微米、优选3至5.5微米的范围内。
3.实施方案1或2的微粉，其Dv50值在7至25微米的范围内且任选地Dv90值在26至85微米的范围内。Dv50和Dv90值应理解为根据本发明的参考实施例4.1测定。
4.实施方案1至3中任一项的微粉，其中根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的中孔的平均孔径(4V/A)在10至50nm、优选15至40nm、更优选20至30nm的范围内。
5.实施方案1至4中任一项的微粉，还包含平均孔径(4V/A)在大于50nm范围内的大孔，所述大孔优选具有0.05至3微米范围内的平均孔径，所述平均孔径根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定。
6.实施方案1至5中任一项的微粉，其中ZnTiMWW的微孔的平均孔径在1.0至1.2纳米范围内，所述平均孔径根据DIN66135通过氮吸附测定。
7.实施方案1至6中任一项的微粉，包含至少99重量％、优选至少99.7重量％的ZnTiMWW，基于微粉的重量计。
8.实施方案1至7中任一项的微粉，其中ZnTiMWW中的锌含量为1.0至2.0重量％，优选1.2至1.9重量％，以Zn计算且基于ZnTiMWW的重量计。
9.实施方案1至8中任一项的微粉，其中ZnTiMWW中的钛含量为1.0至2.0重量％，优选1.2至1.8重量％，以Ti计算且基于ZnTiMWW的重量计。
10.实施方案1至9中任一项的微粉，其具有通过X-射线衍射(XRD)分析测定的至少(80+/-10)％、优选至少(85+/-10)％的结晶度。结晶度应理解为根据本发明的参考实施例4.7测定。
11.实施方案1至10中任一项的微粉，基于微粉的总重量计且以元素计算，包含小于0.001重量％、优选小于0.0001重量％的贵金属，所述贵金属优选选自金、银、铂、钯、铱、钌、锇及其两种以上的混合物，更优选选自金、铂、金及其两种以上的混合物。
12.实施方案1至11中任一项的微粉，基于微粉的总重量计且以元素计算，包含小于0.1重量％、优选小于0.01重量％的硼。
13.实施方案1至12中任一项的微粉，具有在80至100g/ml范围内的堆积密度。
14.实施方案1至13中任一项的微粉，其为喷雾粉末，优选通过喷雾干燥可得到或得到。
此外，优选地，本发明的步骤(ii)使用的模制品形式的包含ZnTiMWW的所述催化剂，其特征在于以下特征和实施方案，包括给出的从属实施方案的组合：
1.一种模制品，包含含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝的沸石材料(ZnTiMWW)，所述模制品优选包含微粉，所述微粉基于微粉的重量计包含至少95重量％的含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝的沸石材料(ZnTiMWW)，所述模制品更优选含有如上所述的撒粉实施方案1至14中任一项的微粉，模制品还优选包含至少一种粘结剂，优选二氧化硅粘结剂。
2.实施方案1的模制品，包含平均孔径在4至40nm、优选20至30nm范围内的中孔，所述平均孔径根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定。
3.实施方案1或2的模制品，具有通过XRD分析测定的至少(55+/-10)％、优选在((55至75)+/-10)％范围内的结晶度。结晶度应理解为根据本发明的参考实施例4.7测定。
4.实施方案1至3中任一项的模制品，包含的微粉的量为70至80重量％且二氧化硅粘结剂的量为30至20重量％，微粉连同二氧化硅粘结剂一起构成至少99重量％的模制品，其中模制品的硅烷醇基团的浓度相对于Si原子的总数为至多6％，优选至多3％，如根据29SiMASNMR测定。硅烷醇基团的浓度应理解为根据本发明的参考实施例4.2测定。
5.实施方案1至4中任一项的模制品，其为线束，具有圆形截面且直径在1.5至1.7mm的范围内，且压碎强度为至少5N，优选在5至20N的范围内，更优选在12至20N的范围内，所述压碎强度根据本发明的参考实施例4.3中所述的方法通过压碎强度测试仪Z2.5/TS1S测定。
6.实施方案1至5中任一项的模制品，所述模制品的29Si-NMR光谱包含在以下位置的六个峰
在-98+/-xppm下的峰1，
在-104+/-xppm下的峰2，
在110+/-xppm下的峰3，
在-113+/-xppm下的峰4，
在-115+/-xppm下的峰5，
在-118+/-xppm下的峰6，
其中在任意峰中的x为1.5，优选1.0，更优选0.5，
其中如下式所定义的Q为至多2.5，优选至多1.6，优选至多1.4
Q＝100*{[a1+a2]/[a4+a5+a6]}/a3
其中，[a1+a2]为峰1和峰2的峰面积的总和，[a4+a5+a6]为峰4、5和6的峰面积的总和，a3为峰3的峰面积。这些29Si-NMR特征应理解为根据本发明的参考实施例4.4测定。
7.实施方案1至6中任一项的模制品，其吸水量在3至8重量％、优选4至7重量％的范围内。吸水量应理解为根据本发明的参考实施例4.5测定。
8.实施方案1至7中任一项的模制品，所述模制品的红外光谱包含在(3700-3750)+/-20cm-1区域内的波段和在(3670-3690)+/-20cm-1区域内的波段，其中在(3700-3750)+/-20cm-1区域内的波段相对于在(3670-3690)+/-20cm-1区域内的波段的强度比为至多1.5，优选至多1.4。这些IR特征应理解为根据本发明的参考实施例4.6测定。
此外，一种优选的制备根据(ii)所述的微粉和/或模制品形式的包含ZnTiMWW的所述催化剂的方法，其特征在于以下特征和实施方案，包括给出的从属实施方案的组合：
1.一种方法，包括
(a)提供一种悬浮液，其包含含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝的沸石材料(ZnTiMWW)；
(b)对(a)中提供的悬浮液进行喷雾干燥以得到微粉；
(c)任选地对(b)中得到的微粉进行煅烧，
其中在(b)或(c)、优选(c)中得到的微粉，优选为根据上述的所述微粉实施方案1至14中任一项的微粉。
2.实施方案1的方法，其中在(a)中提供的悬浮液的固含量在5至25重量％、优选10至20重量％的范围内，所述悬浮液优选为含水悬浮液。
3.实施方案1或2的方法，其中(a)的ZnTiMWW中锌含量(以Zn计算)在1.0至2.0重量％、优选1.2至1.9重量％的范围内，且钛含量(以Ti计算)在1.0至2.0重量％、优选1.2至1.8重量％的范围内，基于ZnTiMWW的重量计。
4.实施方案1至3中任一项的方法，其中在(b)中，喷雾装置、优选喷雾塔用于对悬浮液进行喷雾干燥，所述装置具有至少一个喷雾喷嘴，优选至少一个双组分喷嘴，所述喷嘴的直径在3.5至4.5mm的范围内。
5.实施方案1至4中任一项的方法，其中在(b)中，喷雾装置、优选喷雾塔用于对悬浮液进行喷雾干燥，所述装置用喷嘴气来操作，喷嘴气的温度在20至50℃、优选20至30℃的范围内，且干燥气的温度在250至350℃、优选275至325℃的范围内，所述喷嘴气优选为惰性气体，更优选工业氮气，且所述干燥气优选为惰性气体，更优选工业氮气。
6.实施方案1至5中任一项的方法，其中在(c)中，在600至700℃的温度范围下持续煅烧微粉0.5至6h。
7.实施方案1至6中任一项的方法，还包括
(d)使在(b)或(c)中得到的微粉成型以得到模制品；
(e)任选地对(d)中得到的模制品进行干燥和/或煅烧。
8.实施方案7的方法，其中(d)的成型包括
(aa)将微粉与粘结剂或粘结剂前体、优选二氧化硅粘结剂或二氧化硅粘结剂前体混合以得到混合物，其中包含在微粉中的ZnTiMWW相对于包含在二氧化硅粘结剂中或由二氧化硅粘结剂获得的二氧化硅的重量比在3:7至1:4的范围内；
(bb)将在(aa)中得到的混合物成型以得到模制品，所述成型优选包括将在(aa)中得到的混合物进行挤出，挤出后优选获得直径优选在1.0至2.0mm、更优选1.5至1.7mm范围内的线束。
9.实施方案8的方法，其中在(aa)中，将碳水化合物和/或水作为糊剂添加。
10.实施方案8或9的方法，其中(aa)中的混合持续进行15至60min，优选30至55min，更优选40至50min。
11.实施方案7至10中任一项的方法，其中在(d)中，不添加选自以下的中孔形成剂：聚环氧烷烃(例如聚环氧乙烷)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、聚酰胺和聚酯。
12.实施方案7至11中任一项的方法，其中在(e)中，将模制品在100至150℃的温度范围内持续干燥10至20h，并在500至600℃的温度范围内持续煅烧0.5至2h。
13.实施方案7至12中任一项的方法，还包括
(f)对在(d)或(e)、优选(e)中得到的模制品进行水处理；
(g)任选地对经水处理的模制品进行干燥和/或煅烧，
其中在(f)或(g)、优选(g)中得到的模制品优选为上述的所述模制品实施方案1至8中任一项的模制品。
14.实施方案13的方法，其中在(f)中，水处理包括在高压釜中在自生压力下，在100至200℃、优选125至175℃、更优选140至150℃的温度范围下，用液体水持续处理模制品2至24小时，优选6至10小时。
15.实施方案13或14的方法，其中在(f)中，模制品相对于水的重量比在0.02至0.08、优选0.03至0.07、更优选0.04至0.06的范围内。
16.实施方案13至15中任一项的方法，其中在(g)中，将经水处理的模制品在100至150℃的温度范围下持续干燥10至20h，并在400至500℃的温度范围下持续煅烧1至3h。
17.实施方案7至16中任一项的方法，其中将模制品不进行蒸汽处理。
关于上文的由实施方案1至17描述的制备(ii)的微粉和/或模制品形式的包含ZnTiMWW的所述催化剂的所述优选方法，ZnTiMWW(在实施方案1.(a)中基于其提供悬浮液)可根据所有可想到的方法来制备。例如，可以制备含钛的结构类型为MWW的微孔无铝的沸石材料(TiMWW)，并将TiMWW进行合适的处理以得到ZnTiMWW。此外，可以制备结构类型为MWW的无铝的沸石材料(MWW)，并将MWW进行合适的处理以得到ZnTiMWW，其中例如将Zn和Ti都适当地引入MWW中。此外，可以想到制备结构类型为MWW的无铝的沸石材料，其中在MWW-型骨架的合成过程中，引入Ti，并将所得的材料进行合适的处理以引入Zn；或引入Zn，并将所得的材料进行合适的处理以引入Ti；或同时引入Zn和Ti。作为可想到的制备TiMWW的方法，可提及例如在US6,114,551或在Wu等，“HydrothermalSynthesisofanovelTitanosilicatewithMWWTopology”，ChemistryLetters(2000)，第774-775页中记载的方法。优选地，在第一阶段制备含Ti的结构类型为MWW的无铝的沸石材料(TiMWW)，在第二阶段中，将TiMWW进行适当的处理以得到ZnTiMWW。更优选地，ZnTiMWW根据以下方法来制备，所述方法包括
(I)制备含硼的结构类型为MWW的无铝的沸石材料(B-MWW)；
(II)使B-MWW脱硼以得到结构类型为MWW的无铝的沸石材料(MWW)；
(III)将钛(Ti)引入MWW中，从而得到含Ti的结构类型为MWW的无铝的沸石材料(TiMWW)；
(IV)优选地对TiMWW进行酸处理；
(V)将TiMWW进行锌(Zn)浸渍以得到ZnTiMWW。
优选地，在阶段(I)中，B-MWW通过这样的方法来制备：其优选的步骤和条件通过以下实施方案1至28和如文所述的各自的从属实施方案来定义：
1.一种制备包含骨架结构MWW的无铝的含硼沸石材料(B-MWW)的方法，包括
(a)由包含水、硅源、硼源和MWW模板化合物的合成混合物来水热合成B-MWW前体，从而在其母液中得到B-MWW前体，其中母液的pH大于9；
(b)将在(a)中得到的且包含B-MWW前体的母液的pH调节至6至9范围内的值；
(c)在过滤设备中，通过过滤从在(b)中得到的pH调节后的母液中分离B-MWW前体。
2.实施方案1的方法，其中在(a)中，至少95重量％、优选至少99重量％、更优选至少99.9重量％的合成混合物由水、硅源、硼源和模板化合物组成。
3.实施方案1或2的方法，其中在(a)中，所述硅源选自发烟二氧化硅、胶体二氧化硅及其混合物，硅源优选为胶体二氧化硅，更优选氨稳定的二氧化硅；所述硼源选自硼酸、硼酸盐、氧化硼及其两种以上的混合物，硼源优选为硼酸；所述MWW模板化合物选自哌啶、六亚甲基亚胺、N,N,N,N’,N’,N’-六甲基-1,5-戊烷二铵离子、1,4-双(N-甲基吡咯烷盐)丁烷、辛基三甲基氢氧化铵、庚基三甲基氢氧化铵、己基三甲基氢氧化铵、N,N,N-三甲基-1-金刚烷基-氢氧化铵，及其两种以上的混合物，MWW模板化合物优选为哌啶。
4.实施方案1至3中任一项的方法，其中在(a)中，合成混合物包含的硼源(以元素硼计算)相对于硅源(以元素硅计算)的摩尔比在0.4:1至2.0:1、优选0.6:1至1.9:1、更优选0.9:1至1.4:1的范围内，水相对于硅源(以元素硅计算)的摩尔比在1:1至30:1、优选3:1至25:1、更优选6:1至20:1的范围内；且模板化合物相对于硅源(以元素硅计算)的摩尔比在0.4:1至2.0:1、优选0.6:1至1.9:1、更优选0.9:1至1.4:1的范围内。
5.实施方案1至4中任一项的方法，其中在(a)中，水热合成在160至小于180℃、优选170至175℃的温度范围下持续进行1至72h，优选6至60h，更优选12至50h。
6.实施方案1至5中任一项的方法，其中在(a)中，水热合成至少部分地在搅拌下进行。
7.实施方案1至6中任一项的方法，其中在(a)中，合成混合物还包含晶种材料(seedingmaterial)，优选包含骨架结构MWW的沸石材料，更优选包含骨架结构MWW的含硼沸石材料。
8.实施方案7的方法，其中合成混合物包含的晶种材料相对于硅源的重量比在0.01:1至1:1，优选0.02:1至0.5:1，更优选0.03:1至0.1:1的范围内，以晶种材料的量(以kg为单位)相对于包含在硅源(以二氧化硅计算)中的硅的量(以kg为单位)计算。
9.实施方案1至8中任一项的方法，其中由(a)得到的母液的pH大于10，优选在10.5至12、更优选11至11.5的范围内。
10.实施方案1至9中任一项的方法，其中在(b)中，将在(a)中得到的母液的pH调节至6.5至8.5、优选7至8的范围内的值。
11.实施方案1至10中任一项的方法，其中在(b)中，pH通过以下方法来调节，所述方法包括
(aa)将酸添加至由(a)得到的含有B-MWW前体的母液中，其中添加优选至少部分地在搅拌下进行。
12.实施方案11的方法，其中在(aa)中，添加在20至70℃、优选30至65℃、更优选40至60℃的温度范围内进行。
13.实施方案11或12的方法，其中在(aa)中，所述酸为无机酸，优选包含无机酸的水溶液。
14.实施方案13的方法，其中所述无机酸选自磷酸、硫酸、盐酸、硝酸及其两种以上的混合物，所述无机酸优选为硝酸。
15.实施方案11至14中任一项的方法，所述方法还包括
(bb)对根据(aa)向其中添加酸的母液进行搅拌，其中在(bb)过程中，不向母液中添加酸。
16.实施方案15的方法，其中在(bb)中，在20至70℃、优选25至65℃、更优选30至60℃的温度范围内进行搅拌。
17.实施方案1至16中任一项的方法，其中在(b)中，包含在母液中的颗粒的尺寸——分别由Dv10、Dv50和Dv90值表示——对于Dv10，增加了至少2％，优选至少3％，更优选至少4.5％；对于Dv50，增加了至少2％，优选至少3％，更优选至少4.5％；对于Dv90，增加了至少5％，优选至少6％，更优选至少7％。
18.实施方案1至17中任一项的方法，其中由(b)得到的pH调节后的母液的固含量在1至10重量％、优选4至9重量％、更优选7至8重量％的范围内，基于由(b)得到的pH调节后的母液的总重量计。
19.实施方案1至18中任一项的方法，其中由(b)得到的pH调节后的母液的过滤阻力在10至50mPa*s/m2、优选15至45mPa*s/m2、更优选20至40mPa*s/m2的范围内。
20.实施方案1至19中任一项的方法，还包括
(d)洗涤由(c)中得到的B-MWW前体、优选由(c)得到的滤饼，其中优选使用水作为洗涤剂来进行洗涤。
21.实施方案20的方法，其中在(d)中，由(c)得到的滤饼的洗涤阻力在10至50mPa*s/m2、优选15至45mPa*s/m2、更优选20至40mPa*s/m2的范围内。
22.实施方案20或21的方法，其中进行洗涤直到滤液的导电率为至多300微西门子/厘米，优选至多250微西门子/厘米，更优选至多200微西门子/厘米。
23.实施方案1至22中任一项的方法，还包括
(e)在20至50℃、优选20至40℃、更优选20至30℃的温度范围下，干燥由(c)、优选(d)得到的B-MWW前体，其中优选通过将B-MWW置于气流、优选氮气流中而进行干燥。
24.实施方案1至23中任一项的方法，其中由(c)、优选(d)、更优选(e)得到的B-MWW前体的残留水分在80至90重量％、优选80至85重量％的范围内。
25.实施方案1至24中任一项的方法，还包括
(f)制备悬浮液，优选含水悬浮液，其包含由(c)、优选(d)、更优选(e)得到的B-MWW前体，且固含量为10至20重量％，优选12至18重量％，更优选14至16重量％；
(g)对由(f)得到的包含B-MWW前体的悬浮液进行喷雾干燥，从而得到喷雾粉末；
(h)优选在500至700℃、更优选550至650℃、更优选575至625℃的温度范围下，对由(g)得到的包含B-MWW前体的喷雾粉末持续煅烧1至24h，优选2至18h，更优选6至12h，从而得到至少99重量％、更优选至少99.5重量％由B-MWW组成的喷雾粉末。
26.实施方案25的方法，其中在(h)中，以连续方式、优选在回转煅烧窑中、优选以0.5至20kg喷雾粉末/h的生产量进行煅烧。
27.实施方案25或26的方法，其中包含在由(h)得到的喷雾粉末中的B-MWW的结晶度为至少(75±5)％，优选至少(80±5)％，所述结晶度通过XRD测定。
28.实施方案25至27中任一项的方法，其中包含在由(h)得到的喷雾粉末中的B-MWW的BET比表面积为至少300m2/g，优选在300至500m2/g的范围内，所述比表面积根据DIN66131测定。
优选地，阶段(II)通过这样的方法来进行：其优选的步骤和条件通过以下实施方案1至7和如文所示的各自的从属实施方案来定义：
1.一种制备沸石材料的方法，包括
(a)提供阶段(I)得到的结构类型为MWW的含硼沸石材料(B-MWW)；
(b)通过用液体溶剂体系处理B-MWW来使B-MWW脱硼，从而得到脱硼的B-MWW(MWW)；
其中液体溶剂体系选自水、一元醇、多元醇、及其两种以上的混合物，其中所述液体溶剂体系不包含无机酸或有机酸或其盐，所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、丙酸、草酸和酒石酸。
2.实施方案1的方法，其中液体溶剂体系不包含无机酸和有机酸或其盐。
3.实施方案1或2的方法，其中液体溶剂体系选自水、甲醇、乙醇、丙醇、乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丙烷-1,2,3-三醇，及其两种以上的混合物，优选水。
4.实施方案1至3中任一项的方法，其中(b)的处理在50至125℃的温度范围下进行。
5.实施方案1至4中任一项的方法，其中(b)的处理进行6至20h。
6.实施方案1至5中任一项的方法，其中(b)的处理以至少2个单独的步骤进行，其中在至少2个处理步骤之间，优选在100至150℃的温度范围下干燥MWW。
7.实施方案1至6中任一项的方法，还包括
(c)通过以下方法对由(b)得到的MWW进行后处理，所述方法包括
(c.1)从液体溶剂体系中分离MWW；
(c.2)优选对分离的MWW进行干燥、优选通过喷雾干燥来干燥；
(c.3)优选在500至700℃的温度范围下，任选地对由(c.1)或(c.2)得到的MWW进行煅烧。
对于阶段(III)来说，优选在自生压力下，对合适的起始混合物、优选含水混合物——包含MWW和含Ti前体，并优选包含至少一种合适的微孔形成剂——进行水热结晶。可想到使用至少一种合适的晶种材料。作为合适的含Ti前体，可提及例如原钛酸四烷基酯如原钛酸四丁酯。作为合适的微孔形成剂，可提及例如哌啶、六亚甲基亚胺，或哌啶和六亚甲基亚胺的混合物。优选地，结晶时间在4至8天、更优选4至6天的范围内。在水热合成过程中，可搅拌结晶混合物。在结晶过程中采用的温度优选在160至200℃、更优选160至180℃的范围内。在水热合成后，得到的结晶沸石材料TiMWW优选适当地从母液中分离。可想到从其母液中分离TiMWW的所有方法。这些方法包括，例如过滤法、超滤法、渗滤法和离心法，或例如喷雾干燥法和喷雾造粒法。可采用两种以上的这些方法的结合。根据本发明，优选通过过滤从其母液中分离TiMWW以得到滤饼，优选将滤饼进行洗涤，优选用水进行洗涤。随后，任选将进一步处理以得到合适的悬浮液的滤饼进行喷雾干燥或超滤。在将TiMWW从其母液中分离之前，可以通过浓缩悬浮液来增加母液的TiMWW含量。如果采用洗涤，优选继续进行洗涤过程，直至洗涤水的电导率小于1,000微西门子/厘米，更优选小于900微西门子/厘米，更优选小于800微西门子/厘米，更优选小于700微西门子/厘米。在将TiMWW从其母液中分离——优选通过过滤实现——之后，并在洗涤后，将洗涤后的包含TiMWW的滤饼优选进行预干燥，例如通过将滤饼置于合适的气流中、优选氮气流中持续优选4至10h、更优选5至8h的时间。随后，优选将预干燥的滤饼在100至300℃、更优选150至275℃、更优选200至250℃的温度范围下，在合适的气氛(如工业氮气、空气或贫空气)中，优选在空气中或贫空气中进行干燥。这种干燥可以例如通过喷雾干燥来完成。在干燥后，TiMWW可在500至700℃、更优选550至675℃、更优选600至675℃的温度范围下，在合适的气氛(如工业氮气、空气或贫空气)中，优选在空气中或贫空气中进行煅烧。优选地，根据(III)不进行煅烧。
优选地，阶段(III)和(IV)通过这样的方法来进行：其优选的步骤和条件通过以下实施方案1至27和如文所示的各自的从属实施方案来定义：
1.一种制备具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的方法，所述方法包括
(a)提供根据阶段(II)得到的脱硼的结晶沸石材料MWW；
(b)将钛引入(a)中提供的沸石材料中，包括
(b.1)制备含水合成混合物，其包含在(i)中提供的沸石材料、MWW模板化合物和钛源，其中MWW模板化合物相对于以SiO2计算并包含在(a)中提供的沸石材料中的Si的摩尔比在0.5:1至1.4:1的范围内；
(b.2)由在(b.1)中制备的含水合成混合物水热合成具有MWW骨架结构的含钛沸石材料，从而得到包含具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的母液；
(c)对由(b.2)得到的包含具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的母液进行喷雾干燥。
2.实施方案1的方法，其中在(b.1)中，MWW模板化合物选自哌啶、六亚甲基亚胺、N,N,N,N’,N’,N’-六甲基-1,5-戊烷二铵离子、1,4-双(N-甲基吡咯烷鎓盐)丁烷、辛基三甲基氢氧化铵、庚基三甲基氢氧化铵、己基三甲基氢氧化铵，及其两种以上的混合物，所述MWW模板化合物优选为哌啶。
3.实施方案1或2的方法，其中在(b.1)中，钛源选自原钛酸四丁酯、原钛酸四异丙酯、原钛酸四乙酯、二氧化钛、四氯化钛、叔丁醇钛，及其两种以上的混合物，所述钛源优选为原钛酸四丁酯。
4.实施方案1至3中任一项的方法，其中在(b.1)的含水合成混合物中，Ti(以TiO2计算并包含在钛源中)相对于Si(以SiO2计算并包含在B2O3:SiO2的摩尔比为至多0.02:1的沸石材料中)的摩尔比在0.005:1至0.1:1、优选0.01:1至0.08:1、更优选0.02:1至0.06:1的范围内。
5.实施方案1至4中任一项的方法，其中在(b.1)的含水合成混合物中，H2O相对于Si(以SiO2计算并包含在B2O3:SiO2的摩尔比为至多0.02:1的沸石材料中)的摩尔比在8:1至20:1、优选10:1至18:1、更优选12:1至16:1的范围内。
6.实施方案1至5中任一项的方法，其中在(b.1)的含水合成混合物中，MWW模板化合物相对于Si(以SiO2计算并包含在(i)中提供的沸石材料中)的摩尔比在0.5:1至1.7:1、优选0.8:1至1.5:1、更优选1.0:1至1.3:1的范围内。
7.实施方案1至6中任一项的方法，其中在(b.2)中，水热合成在80至250℃、优选120至200℃、更优选160至180℃的温度范围下进行。
8.实施方案1至7中任一项的方法，其中在(b.2)中，水热合成进行的时间在10至100h、更优选20至80h、更优选40至60h的范围内。
9.实施方案1至8中任一项的方法，其中在(b.2)中，水热合成在密闭系统中于自生压力下进行。
10.实施方案1至9中任一项的方法，其中既不是在(b.2)过程中，也不是在(b.2)之后和(c)之前，将具有MWW骨架结构的含钛沸石材料从其母液中分离。
11.实施方案1至10中任一项的方法，其中进行(c)的包含具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的母液的固含量——任选在浓缩或稀释后——在5至25重量％、更优选10至20重量％的范围内，基于包含含钛沸石材料的母液的总重量计。
12.实施方案1至11中任一项的方法，其中在(c)的喷雾干燥过程中，干燥气体的入口温度在200至350℃的范围内，干燥气体的出口温度在70至190℃的范围内。
13.实施方案1至12中任一项的方法，其中由(c)得到的具有MWW骨架结构的沸石材料的Si含量(以元素Si计算)在30至40重量％的范围内，总的有机碳(TOC)的含量在0至14重量％的范围内，且Ti含量(以元素钛计算)为2.1至2.8重量％，各自基于沸石材料的总重量计。
14.实施方案1至13中任一项的方法，还包括
(d)用pH为至多5的水溶液处理由(iii)得到的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料。
15.实施方案14的方法，其中在(c)之后和(d)之前，对由(c)得到的喷雾干燥后的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料不进行煅烧。
16.实施方案14或15的方法，其中在(d)中，水溶液相对于具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的重量比在10:1至30:1、优选15:1至25:1、更优选18:1至22:1的范围内。
17.实施方案14至16中任一项的方法，其中在(d)中，水溶液包含无机酸，所述无机酸优选选自磷酸、硫酸、盐酸、硝酸，及其两种以上的混合物，水溶液优选包含硝酸。
18.实施方案14至17中任一项的方法，其中在(d)中，水溶液的pH在0至5、优选0至3、更优选0至2的范围内。
19.实施方案14至18中任一项的方法，其中在(d)中，具有MWW骨架结构的含钛沸石材料用水溶液处理的温度在50至175℃、优选70至125℃、更优选95至105℃的范围内。
20.实施方案14至19中任一项的方法，其中在(d)中，具有MWW骨架结构的含钛沸石材料用水溶液处理的时间在0.1至6h、优选0.3至2h、更优选0.5至1.5h的范围内。
21.实施方案14至20中任一项的方法，其中(d)的处理在密闭系统中于自生压力下进行。
22.实施方案14至21中任一项的方法，还包括
(e)将由(d)得到的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料从水溶液中分离，任选地接着对所分离的具有MWW骨架的含钛沸石材料进行分离。
23.实施方案22的方法，其中(e)包括对分离且任选洗涤的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料进行干燥。
24.实施方案14至23中任一项的方法，还包括
(f)制备包含由(d)、优选由(e)得到的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料的悬浮液，优选含水悬浮液，所述悬浮液的固含量优选在5至25重量％、更优选10至20重量％的范围内，基于悬浮液的总重量计，并将所述悬浮液进行喷雾干燥。
25.实施方案24的方法，其中在喷雾干燥过程中，干燥气体的入口温度在200至330℃的范围内，干燥气体的出口温度在120至180℃的范围内。
26.实施方案14至25中任一项的方法，还包括
(g)对由(d)、优选(e)、更优选(f)得到的具有MWW骨架结构的含钛沸石材料进行煅烧，其中所述煅烧优选在400至800℃、更优选600至700℃的温度范围下进行。
27.实施方案26的方法，其中在(vii)中，煅烧以连续方式进行，其速率优选在每小时0.2至2.0kg沸石材料、更优选每小时0.5至1.5kg沸石材料的范围内。
根据阶段(V)，优选将根据阶段(IV)得到的TiMWW进行合适的Zn处理以得到ZnTiMWW，其用于制备(a)的悬浮液。通常，对于(V)而言，不存在具体的限制，条件是可得到上文定义的优选的具有优选的Zn和Ti含量的ZnTiMWW。最优选地，阶段(V)包括至少一个合适的浸渍阶段，更优选至少一个湿浸渍阶段。关于该浸渍阶段，优选将优选根据(IV)得到的TiMWW与至少一种合适的含Zn前体在至少一种合适的溶剂(湿浸渍)、最优选水中进行接触。作为合适的含Zn前体，尤其优选水溶性的Zn盐，其中尤其优选乙酸锌二水合物。还优选制备含Zn前体的溶液，优选水溶液，并在该溶液中使TiMWW悬浮。还优选地，在相对于室温升高的温度下进行浸渍，优选在75至125℃、更优选85至115℃的范围内进行优选3.5至5h，更优选3至6h的时间。优选在浸渍过程中搅拌悬浮液。在浸渍后，优选将得到的ZnTiMWW适当地从悬浮液中分离。可想到从悬浮液中分离ZnTiMWW的所有方法。尤其优选地，通过过滤法、超滤法、渗滤法或离心法进行分离。可采用两种以上的这些方法的组合。根据本发明，优选通过过滤从悬浮液中分离ZnTiMWW以得到滤饼，所述滤饼优选进行洗涤，优选用水进行洗涤。如果采用洗涤，则可优选持续洗涤过程直到洗涤水的电导率小于1,000微西门子/厘米，更优选小于900微西门子/厘米，更优选小于800微西门子/厘米，更优选小于700微西门子/厘米。随后，优选将洗涤的滤饼进行预干燥，例如通过将滤饼置于合适的气流中、优选氮气流中持续优选5至15h，更优选8至12h而进行。
一种特别优选的制备本发明方法的步骤(ii)的模制品形式的、包含ZnTiMWW的优选催化剂的方法，和该催化剂的各自特征在本发明的参考实施例2中进行描述。
环氧化反应
根据本发明方法的步骤(ii)，在(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石(ZnTiMWW)，并使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件。在环氧化反应过程中，形成包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物。
通常，(ii)中的连续环氧化反应可以以任何合适的方式进行。优选地，(ii)中的反应在至少一个连续运行的反应器(例如管式反应器或管束反应器)中进行，所述反应器优选含有至少一个围绕至少一个管的冷却套。如果(ii)中的反应在这种含有至少一个冷却套的反应器中进行，则本文中使用的术语“反应温度”是指当冷却介质进入冷却套时的温度。
包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂可以上文描述的每一个可想到的形式来使用，所述形式包括粉末、微粉(优选喷雾粉末)、包含粉末的模制品、或包含微粉(优选喷雾粉末)的模制品。优选地，包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂以包含粉末或微粉(优选喷雾粉末)的模制品、更优选包含微粉(优选喷雾粉末)的模制品的形式来使用。关于优选的微粉，参考以上文的各个微粉实施方案1至14为特征的微粉。关于优选的模制品，参考以上文的各个模制品实施方案1至8为特征的模制品。
在本发明的步骤(ii)中使用的催化剂可以以每个可想到的方式设置在反应器中。优选地，催化剂以流动床的形式或以固定床的形式、更优选以固定床的形式来设置。因此，本发明还涉及上述方法，其中在(ii)中，包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂以固定床催化剂的形式存在于反应器中。
如上所述，在(i)中提供的液体进料流进入(i)的反应器中，并流过优选以固定床的形式存在的催化剂。在环氧化反应过程中，催化剂负载优选在0.05至1.25h-1、优选0.1至1h-1、更优选0.2至0.7h-1的范围内，其中催化剂负载定义为包含在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的质量流率(以kg/h为单位)除以包含在(ii)中的环氧化反应器中的催化剂的量(以kg为单位)的比值，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石。在本发明的上下文中，使用的术语“环氧化反应条件包括”涉及步骤(ii)的环氧化反应，其中反应器中至少90％、优选至少95％的催化剂床和在至少90％、优选至少95％的总反应时间期间，催化剂负载在上文限定的范围内。
在(ii)的环氧化反应过程中，优选控制反应器中反应混合物的温度，更优选将其保持在优选的范围内。为了控制反应混合物的温度，可使用内部和/或外部温度控制装置。在本发明的上下文中，使用的术语“内部温度控制装置”涉及设置在反应器中的装置。在本发明的上下文中，使用的术语“外部温度控制装置”涉及设置在反应器外部的装置。优选地，反应混合物的温度通过外部温度控制装置来控制，更优选通过优选流过合适的夹套的传热介质来控制，所述夹套优选环绕反应器。如果使用管束反应器作为反应器，则所述夹套优选环绕管束的所有的管。因此，本发明涉及上述方法，其中在使(i)中提供的液体进料流经受(ii)中的环氧化反应条件的过程中，反应混合物的温度使用传热介质来控制，优选通过使传热介质流过环氧化反应器的夹套来控制。
优选地，在(ii)中的环氧化反应过程中，反应温度在20至100℃、更优选25至90℃、更优选30至80℃、更优选35至70℃、更优选40至60℃的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“反应温度”涉及在控制反应混合物的温度之前传热介质的温度，优选在环氧化反应器的夹套的入口处的传热介质的温度，所述传热介质流过该夹套。因此，本发明涉及上述方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括，优选由在20至100℃、优选30至80℃、更优选40至60℃范围内的环氧化反应温度组成，其中环氧化反应温度定义为在控制反应混合物的温度之前传热介质的温度，优选定义为在环氧化反应器的夹套的入口处传热介质的温度。在本发明的上下文中，使用的术语“环氧化条件包括”涉及在步骤(ii)中的环氧化反应，其中对于至少98％、优选至少99％、更优选至少99.9％的总反应时间而言，反应温度在上文限定的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“总反应时间”涉及在给定的催化剂床丢弃或再生之前使用其的反应时间。特别是在(ii)中的环氧化反应开始时，如果催化剂是新的，即在(ii)中的环氧化反应启动时，则反应温度可短时间内在上述范围之外。优选地，选择传热介质的流速，使得其入口温度和其出口温度之间的温度差为至多3K，更优选至多2K，更优选至多1K。
优选地，在(ii)中的环氧化反应过程中，环氧化反应压力在14至100巴、更优选14.5至50巴、更优选15至32巴、更优选15至25巴的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“环氧化反应压力”涉及在环氧化反应器出口处的压力，在该出口处根据(iii)从反应器中移除流出物。因此，本发明涉及上述方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括，优选由在14至100巴、优选15至32巴、更优选15至25巴的范围内的环氧化反应压力组成。在本发明的上下文中，使用的术语“环氧化条件包括”涉及在步骤(ii)中的环氧化反应，其中对于至少98％、优选至少99％、更优选至少99.9％的总反应时间而言，反应温度在上文限定的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“总反应时间”涉及在给定的催化剂床丢弃或再生之前使用其的反应时间。
优选地，本发明步骤(ii)的环氧化反应在基本上恒定的过氧化氢转化率下进行。优选地，为了测定过氧化氢转化率，将在(iii)中移除的排出料流中的过氧化氢的摩尔流率(在本文中称为mout)与在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔流率(在本文中称为min)进行比较，其中过氧化氢转化率定义为100×(1-mout/min)。优选地，将上述传热介质的入口温度调节在上文所述的优选范围内，以使得过氧化氢转化率保持在基本上恒定的80至100％、更优选90至100％、更优选95至100％、更优选99至100％、更优选99.5至100％、更优选99.9至100％的范围内。
因此，本发明涉及上述方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括过氧化氢转化率在80至100％、优选90至100％、更优选99至100％、更优选99.5至100％、更优选99.9至100％的范围内，其中过氧化氢转化率的计算基于在(iii)中移除的排出料流中的过氧化氢的含量和在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的含量。在本发明的上下文中，使用的术语“环氧化条件包括”涉及步骤(ii)中的环氧化反应，其中对于至少98％、优选至少99％、更优选至少99.9％的总反应时间而言，过氧化氢转化率在上文限定的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“总反应时间”涉及在给定的催化剂床丢弃或再生之前使用其的反应时间。特别是在(ii)中的环氧化反应开始时，如果催化剂是新的，即在(ii)中的环氧化反应启动时，则过氧化氢转化率可短时间内在上述范围之外。优选地，反应温度在反应过程中不用保持恒定，但不断调节或逐步调节以确保恒定的过氧化氢转化率。通常，由于一定的催化剂钝化作用，反应温度不断升高或逐步升高。优选地，反应温度按至多1K/d(开尔文/天)、更优选小于1K/d的速度不断或逐步增加。
优选地，存在于(ii)的反应器中的反应混合物在环氧化条件下是液体。优选地，反应混合物由一种单一的液相组成、两种液相组成，或三种以上的液相组成。优选地，在(ii)的反应器中的反应混合物由一种单一的液相或两种液相组成，更优选由一种单一的液相组成。
通常，用于本发明的步骤(ii)的反应器可以水平地或垂直地设置。优选地，将反应器垂直设置。在优选的垂直设置的反应器中，在(i)中提供的液体进料流可以以向上流动的方式或向下流动的方式流动，优选向上流动的方式。优选地，与液体进料流的流动方向相比，传热介质以并流的方式流过夹套。
通常，在(ii)中的环氧化反应可以在一个以上的反应器中进行，其中这些反应器可以并联或串联设置。优选地，在(ii)中的反应在一个反应器中或在至少两个反应器、优选串联设置的两个反应器中进行，其中在串联设置的两个反应器之间，可进行合适的中间体处理。如果反应在串联设置的两个反应器中进行，则优选第一个反应器按照上文所述，即作为等温反应器来运行；第二个反应器(即下游反应器)作为绝热或基本上绝热的反应器来运行。本文使用的术语“反应器”还包括两个以上的并联设置的反应器，其中流过的进料流被分为两个以上的支流，每个支流进入反应器中，并将从反应器中移除的排出料流相结合以得到总的排出料流。因此，环氧化反应可在至少一个第一反应器(例如两个以上的第一反应器，例如2、3、4个第一反应器)和在至少一个第二反应器(例如两个以上的第二反应器，例如2、3、4个第二反应器)中进行，所述第一反应器为并联设置的且优选为等温反应器，所述第二反应器为并联设置的且优选为绝热或几乎绝热的反应器。
如果(ii)的环氧化反应在串联设置的两个反应器中进行，则优选的是，在优选为等温反应器的第一反应器中，过氧化氢转化率保持为基本上恒定的80至99％、优选85至98％、更优选90至97％，且在优选设计为绝热或几乎绝热的反应器的第二反应器中，总的过氧化氢转化率——即考虑到第一反应器和第二反应器中的转化率的过氧化氢转化率——为大于99％，优选至少99.5％，更优选至少99.9％的值。
如果(ii)的反应在不含中间体处理的两个串联设置的反应器中进行，则优选反应包括
(i)提供包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷的液体进料流；
(ii-1)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，并且使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，从而得到离开环氧化反应器的料流，所述料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷、任选的丙烯和未反应的过氧化氢，其中环氧化反应器优选作为等温反应器来运行；
(ii-2)使(ii-1)的离开环氧化反应的料流——优选在与丙烯(任选与丙烷混合)混合后——进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，并且使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，从而得到离开环氧化反应器的料流，所述料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；其中环氧化反应器优选作为绝热或基本上绝热的反应器来运行；
(iii)将在(ii-2)中得到的料流作为排出料流而移除，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；
其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
对于(ii)的反应在没有中间体处理的串联设置的两个反应器中进行的这种情况而言，串联设置的两个反应器可以设计为包括两个反应区的一个反应器，其中(ii-1)的第一反应区优选设计为等温反应区，且(ii-2)的第二下游反应区优选设计为绝热或基本上绝热的反应区。
如果(ii)的反应在具有中间体处理的串联设置的两个反应器中进行，则优选反应包括
(i)提供包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷的液体进料流；
(ii-1)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，并且使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，从而得到离开环氧化反应器的料流，所述料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烷、任选的丙烯和未反应的过氧化氢，其中环氧化反应器优选作为等温反应器来运行；
(ii-2)将环氧丙烷从(ii-1)中得到的料流中分离，得到富含环氧丙烷且除尽过氧化氢的料流，以及除尽环氧丙烷且包含未反应的过氧化氢、乙腈和水的料流；
(ii-3)使除尽环氧丙烷且包含未反应的过氧化氢、乙腈和水的料流——优选在与丙烯(任选与丙烷混合)混合后——进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，并且使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，得到离开环氧化反应器的料流，所述料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；其中环氧化反应器优选作为绝热或基本上绝热的反应器来运行；
(ii-4)优选将在(ii-2)中得到的富含环氧丙烷且除尽过氧化氢的料流和在(ii-3)中得到的料流结合；
(iii)将在(ii-3)中得到的料流、优选在(ii-4)中得到的结合料流作为排出料流而移除，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；
其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
根据这样的方法，其中在(ii-2)的中间体处理中，从(ii-1)中得到的料流中分离环氧丙烷，所述分离优选通过蒸馏来进行。优选地，将(ii-1)的离开环氧化反应器的料流——所述料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烷、任选的丙烯和未未反应的过氧化氢——进行合适的压力释放阶段，并进入(ii-2)的优选的蒸馏。任选地，将可能形成的气相和液相进行适当地分离，并使其进入根据(ii-2)使用的蒸馏塔的不同塔板(tray)。或者，可使排出料流在根据(ii-2)使用的蒸馏塔中直接进行所述的压力释放。优选地，进行(ii-2)的蒸馏，使得包含在由(ii-1)得到的料流中的至多10％的环氧丙烷包含在顶部料流中，且包含在由(ii-1)得到的料流中的至少95％、优选至少98％的过氧化氢包含在底部料流中。然后，根据(ii-3)，优选使底部料流进入下游的环氧化反应器中，优选在与丙烯混合后，总的过氧化氢转化率为大于99％、优选至少99.5％、更优选至少99.9％的值。为了获得期望的过氧化氢转化率，可以适当地调节待供入下游的环氧化反应器中的料流的温度，所述环氧化反应器优选为绝热或基本上绝热的反应器。
步骤(iii)
优选地，在(iii)中移除的排出料流包含
环氧丙烷，其量为5至20重量％，优选8至18重量％，更优选10至14重量％，基于排出料流的总重量计；
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于排出料流的总重量计；
水，其量为10至25重量％，优选15至20重量％，基于排出料流的总重量计；
任选的丙烯，其中丙烯相对于包含在进料流中的过氧化氢的摩尔比在0.005:1至0.7:1、优选0.25:1至0.45:1的范围内；
钾，其中包含在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中的钾相对于包含在进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
任选的丙烷，优选地，其量占包含在(i)中提供的液体进料流中的量的95至100％，优选98至100％，更优选99至100％。
优选地，在(iii)中移除的至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的排出料流由环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷组成。
除了上述主要组分外，在(iii)中移除的排出料流还可包含至少一种环氧化反应的其他副产物或副产品或至少一种在另外的后处理阶段形成并在连续的反应过程中循环至环氧化反应中的化合物。这种副产物或副产品可包括，例如氧或至少一种丙二醇。因此，本发明涉及上述方法，其中在(iii)中移除的排出料流包含分子氧，优选地，其中包含在(iii)中移除的排出料流中的分子氧相对于包含在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在0.05:100至2.5:100、优选0.1:100至2.25:100、更优选0.15:100至42:100的范围内。
根据本发明，根据(iii)移除的排出料流可包含至少一种组分B，其中至少一种组分B的标准沸点高于乙腈的标准沸点，且其中至少一种组分B的辛醇-水分配系数的十进制对数(logKOW)大于零。关于辛醇-水分配系数的测定，参考下文的参考实施例5。通常，包含在根据(iii)移除的排出料流中的至少一种组分B为在(ii)的环氧化反应过程中得到的副产物和/或副产品；和/或为这样的化合物：其在至少一个优选在步骤(ii)的下游进行的后处理阶段过程中形成，并且如果优选整合过程的特定过程料流被循环至(i)中，则将其积累起来；和/或以杂质的形式包含在(i)中使用的至少一种原料中，例如乙腈中的杂质或过氧化氢中的杂质。优选地，至少一种组分B为丙腈、1-硝基丙烷、2-硝基丙烷、3-甲基丁腈、正戊腈、1-戊醇、2-戊醇、2-丁酮、2-戊酮、2-己酮、4-甲基-2-庚酮、2,6-二甲基-4-庚醇、4,6-二甲基-2-庚醇、2,6-二甲基-4-庚酮、4,6-二甲基-2-庚酮、2,6-二甲基-4,6-庚二醇、2,4-二甲基噁唑啉、2,5-二甲基噁唑啉、顺式-2,4-二甲基-1,3-二氧戊环、反式-2,4-二甲基-1,3-二氧戊环、至少一种包含在(i)中使用的过氧化氢料流中的杂质，或两种以上的这些化合物的结合。优选地，至少一种包含在(i)中使用的过氧化氢料流中的杂质为磷酸烷基酯，例如磷酸三-(2-乙基己基)酯；壬醇，例如二异丁基甲醇；烷基环己醇酯，例如乙酸2-甲基-环己酯；N,N-二烷基碳酰胺，例如N,N-二丁基丙酰胺；N-烷基-N-芳基碳酰胺，例如N-乙基-N-苯基苯甲酰胺；氨基甲酸N,N-二烷基酯，例如氨基甲酸2-乙基己基-N-丁酯；四烷基脲，例如四正丁基脲；环状脲衍生物，例如1,3-二己基四氢-2(1H)-嘧啶酮；苯基烷基脲，例如N,N-二丁基-N’-甲基-N’-苯基脲；N-烷基-2-吡咯烷酮，例如辛基吡咯烷酮；N-烷基己内酰胺，例如正辛基己内酰胺；或两种以上的这些化合物的结合。
因此，本发明涉及上述方法，其中在(iii)中移除的排出料流包含
环氧丙烷，其量为5至20重量％，优选8至18重量％，更优选10至14重量％，基于排出料流的总重量计；
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于排出料流的总重量计；
水，其量为10至25重量％，优选15至20重量％，基于排出料流的总重量计；
任选的丙烯，其中丙烯相对于包含在进料流中的过氧化氢的摩尔比在0.005:1至0.7:1、优选0.25:1至0.45:1的范围内；
钾，其中包含在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中的钾相对于包含在进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
任选的丙烷，优选地，其量占包含在(i)中提供的液体进料流中的量的95至100％，优选98至100％，更优选99至100％；
至少一种组分B，其量为0.01至3重量％，优选0.015至2重量％，更优选0.02至1重量％，基于排出料流的总重量计。
优选地，在(iii)中移除的至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的排出料流由环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、至少一种组分B、任选的丙烯和任选的丙烷组成。
根据本发明，已发现，至少一种磷含氧酸的钾盐使得(ii)中的环氧化反应具有优异的通常为至少90％、优选至少93％环氧丙烷选择性，所述磷含氧酸的钾盐溶解于(i)中提供的液体进料流中，且在至少一种磷含氧酸的钾盐中钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内，其中至少一种磷含氧酸的钾盐优选具有下式KnxH2+n(1-x)PnO3n+1，其中n为1至10、优选1至5、更优选1至3范围内的整数，更优选为1，且其中x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2、更优选0.9至1.05、更优选0.95至1.05的范围内。更优选地，在(ii)中环氧化反应的环氧丙烷选择性为至少95％，更优选至少96％，更优选至少97％，例如97至98％，其中环氧丙烷选择性定义为包含在(iii)中移除的排出料流中的环氧丙烷的摩尔量相对于包含在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔量。出人意料地发现，甚至在非常长的至少2500h、优选至少2700h、更优选至少2900h的运行时间后，在具有相对低浓度的钾的液体进料流中，可得到这些优选的环氧丙烷选择性，例如在97％至98％、优选97.1至98％范围内的环氧丙烷选择性，所述钾的浓度定义为钾相对于在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔比，其优选在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。这些高的选择性基于非常高的85至100％、优选90至100％(例如95至100％)的过氧化氢转化率得到。
此外，还发现，针对料流而言，在极长的大于2500小时、优选大于2700小时、更优选大于2900小时的时间内，催化剂基本上没有失活。除了上述关于环氧丙烷选择性和过氧化氢转化率的特征外，从用于丙烯的环氧化的经济和生态期望的工业规模方法来看，针对料流而言这些极长的时间代表了非常重要的工艺特征。
其他下游阶段
从根据(iii)移除的排出料流中，环氧丙烷可根据任何可想到的方法来分离。优选地，在(iii)中移除的排出料流包含丙烯和任选的丙烷，并且除了步骤(i)、(ii)和(iii)外，本发明的方法还包括
(iv)将丙烯，任选地连同丙烷一起以及任选地另外包含在排出料流中的氧从排出料流中分离，从而得到富含环氧丙烷、乙腈和水的料流S01，其中优选至少99重量％的S01由乙腈、水和环氧丙烷组成；其中为了分离，优选使用分馏单元，其中优选地，在分馏单元的顶部，加入任选与液态水混合的液态乙腈作为夹带剂(entrainingagent)，且其中S01优选作为底部料流而得到；
(v)将环氧丙烷从S01中分离，得到包含环氧丙烷且除尽乙腈和水的顶部料流。
优选地，在(iv)之前，将排出料流进行合适的压力释放阶段，并进入(iv)的分离阶段。任选地，可能形成的气相和液相被适当地分离，并且如果(iv)的分离通过蒸馏来进行，则使其进入根据(iv)使用的蒸馏塔的不同塔板。或者，可使排出料流在根据(iv)使用的蒸馏塔中直接进行所述的压力释放；在这种情况中，在环氧化阶段的下游处且在(iv)的分离阶段上游处，不需要压力释放装置。任选地，在(iv)之前，优选在压力释放阶段之后，可适当地调节排出料流的温度。
优选地，在(v)中，得到优选作为底部料流的其他料流S02，其富含乙腈和水。优选地，至少95重量％的S02由乙腈和水组成，其中更优选地，在料流S02中，乙腈相对于水的重量比大于1:1。因此，本发明涉及上述方法，其包括
(v)将环氧丙烷从S01中分离，得到包含环氧丙烷且除尽乙腈和水的顶部料流，并得到优选作为底部料流的富含乙腈和水的料流S02，其中至少95重量％的S02由乙腈和水组成，且其中乙腈相对于水的重量比大于1:1。
此外，本发明涉及一种方法，包括
(iv)将丙烯，任选地连同丙烷一起，以及任选地另外包含在排出料流中的氧从排出料流中分离，得到富含环氧丙烷、乙腈和水和任选地至少一种组分B的料流S01，其中优选至少99重量％的S01由乙腈、水、优选至少一种组分B和环氧丙烷组成；其中为了分离，优选使用分馏单元，其中优选地，在分馏单元的顶部，加入任选与液态水混合的液态乙腈作为夹带剂，且其中S01优选作为底部料流得到；
(v)将环氧丙烷从S01中分离，得到包含环氧丙烷且除尽乙腈和水的顶部料流，并得到优选作为底部料流的富含乙腈、水和任选地至少一种组分B的料流S02，其中优选至少95重量％的S02由乙腈、水和优选地至少一种组分B组成，且其中乙腈相对于水的重量比大于1:1。
关于步骤(iv)，不存在具体的限制。优选地，进行分离使得至少90重量％、更优选至少95重量％、更优选至少98重量％、更优选至少99重量％的S01由乙腈、水、优选至少一种组分B和环氧丙烷组成。优选地，分馏单元用于(iv)中的分离。此外优选地，(iv)中的分离在至少一个蒸馏塔、更优选在一个蒸馏塔中进行。从该蒸馏塔中，S01优选作为底部料流得到。优选地，该蒸馏塔具有10至30、更优选15至25个理论塔板。蒸馏塔优选在0.5至1.2巴、更优选0.7至1.1巴的顶部压力下运行。为了促进所述分离任务，已发现有利的是，向塔顶加入液态乙腈或乙腈和水的液体混合物。应认为，该外部回流充当夹带剂，尤其是，所述夹带剂防止环氧丙烷通过蒸馏塔的顶部分离。根据本发明的一个优选实施方案，使用优选在阶段(v)中使用的蒸馏塔的底部料流的一部分。还可想到的是，下文所述的料流TL2或其部分用作夹带剂。TL2的量是不足的，并且要加入另一料流。优选地，作为外部回流供入蒸馏塔顶部的乙腈的量相对于在(iii)中移除的供入蒸馏塔中并在蒸馏塔中分离的排出料流的重量的重量比在1:1至4:1、优选1.5:1至3:1的范围内。外部回流的温度通常在2至20℃的范围内，优选在5至15℃的范围内。根据本发明，优选至少85体积％、更优选至少90体积％、更优选至少93体积％的(iv)的蒸馏塔的顶部料流由丙烯、氧和任选的丙烷组成。根据其氧含量，该顶部料流可进入另外合适的后处理阶段，在所述后处理阶段中适当地降低氧含量以使例如回收的贫氧料流循环至本发明的一个以上的阶段，例如作为本发明方法的步骤(ii)(如阶段(ii-1)或阶段(ii-3))的原料，或作为下文所述的料流P的一部分。如果降低所述顶部料流的氧含量，则优选通过在合适的催化剂的存在下与氢反应来减少氧。例如，可使用在载体上含元素形式和/或氧化形式的铜的催化剂，其中铜在载体上的存在量为30至80重量％，基于全部催化剂计，并以CuO计算。这种催化剂可以根据，例如EP0427062A2的实施例，催化剂2，第4页，第41至50行(对应于US5,194,675)来制备。为了降低氧含量，还可以想到其他合适的方法。任选地，在进行氢化之前，所述顶部料流可被压缩并部分冷凝，其中得到主要由丙烯和任选的丙烷以及乙腈组成且含有少量水的液体料流。未冷凝的部分主要由丙烯和任选的丙烷以及氧组成，并含有少量的水，其中，与基础料流相比，氧含量增加，但该氧含量仍在这样的范围内，使得混合物是不可燃的。然后，将该富氧料流进行氢化。
关于步骤(v)，不存在具体的限制。优选地，进行分离，使得优选至少90重量％、更优选至少95重量％、更优选至少99重量％的S02由乙腈、水和任选至少一种组分B组成。更优选地，在S02中，乙腈相对于水的重量比大于1:1，优选在2:1至10:1、更优选2.5:1至5:1的范围内。优选地，分馏单元用于(v)中的分离。还优选地，(v)中的分离在至少一个蒸馏塔、更优选在一个蒸馏塔中进行。优选地，该塔具有50至80、更优选60至70个理论塔板。蒸馏塔优选在0.2至2巴、更优选0.4至1巴的顶部压力下运行。任选地，可将至少一种合适的极性溶剂或两种以上的极性溶剂的混合物、优选水作为萃取剂加入塔的上部。
根据本发明方法的一个实施方案，步骤(v)的分离可通过以下过程来进行
-向萃取蒸馏塔中引入S01；
-向所述萃取蒸馏塔中另外引入极性萃取溶剂或其两种以上的混合物、优选水；
-对所述萃取蒸馏塔中的环氧丙烷进行蒸馏以在顶部获得顶部料流，其中所述顶部料流仅包含少量的乙腈，例如500ppm以下；
-借助至少一台压缩机对在前述步骤中在顶部得到的所述顶部料流进行压缩以产生压缩蒸汽；
-对在前述步骤中得到的压缩蒸汽进行冷凝，并使至少部分的冷凝热量返回至用于萃取蒸馏塔中的至少一个再沸器中。
由(v)的该蒸馏塔，得到包含优选至少90重量％、更优选至少95重量％、更优选至少99重量％的环氧丙烷的顶部料流。还是由该蒸馏塔，优选得到S02作为底部料流，其优选含有至多500重量ppm、优选至多100重量ppm且更优选至多60重量ppm的环氧丙烷，基于S02的重量计。根据对环氧丙烷的质量要求，可以想到使用该环氧丙烷馏分而无需任何的进一步纯化。但是，还可以想到对所述环氧丙烷馏分进一步纯化，例如在至少一个其他的蒸馏阶段。
由(v)的蒸馏塔或任选地由其他的蒸馏阶段，得到环氧丙烷料流，其中优选至少99.990重量％、更优选至少99.995重量％、更优选至少99.999重量％的所述料流由环氧丙烷组成。
因此，本发明还涉及一种包含至少99.990重量％、优选至少99.995重量％、更优选至少99.999重量％的环氧丙烷的组合物，其优选通过包括上述步骤(iv)和(v)的方法可得到或得到。
通常，上述料流S02可用作乙腈循环料流，所述乙腈循环料流可用于提供(i)中的液体进料流。此外，在料流S02用作用于提供(i)中的液体进料流的乙腈循环料流之前，可对其进行进一步的后处理步骤。优选地，对料流S02进行在下文中的实施方案1至13中描述的进一步的后处理步骤。
在下文描述的步骤(vi)之前，可想到
(v-01)对由步骤(v)得到的料流S02进行氢化；和/或
(v-02)对由(v)或(v-01)得到的料流进行蒸馏，以得到底部料流，
其中，对由(v-01)得到的氢化料流或由(v-02)得到的底部料流进行进一步的后处理作为料流S1。如果进行步骤(v-01)和/或(v-02)，则优选
(v-01)对由(v)得到的料流S02进行催化加氢阶段，催化剂优选为在合适的载体材料上包含单独的Ru、Ni、Pd、Pt或其两种以上的混合物作为活性金属的非均相催化剂，特别是在活性碳上包含Pd的非均相催化剂；所述氢化反应优选在下述条件下进行：氢化过程中的压力在1至100巴(绝对)、优选1至10巴(绝对)的范围内，氢化过程中的温度在0至180℃、优选25至120℃、更优选65至85℃的范围内；和/或
(v-02)对由(v)或(v-01)得到的料流进行蒸馏阶段，优选在蒸馏塔中进行，所述蒸馏塔在顶部压力为0.7至2巴、更优选1.1至2巴下运行。
优选地，本发明的方法不包括(v-01)和(v-02)。
其他后处理步骤
优选地，特别是如果(i)中提供的液体进料流包含至少一种组分B，则其他后处理阶段通过这样的方法来进行：其优选的步骤和条件通过以下实施方案1至13和由如文所示的从属关系得到的实施方案的各个组合来定义：
1.(vi)将S1分为两种料流S2和S3，其中S3的总重量相对于S1的总重量在0.01至25％的范围内；
(vii)在分馏单元中对S3进行气-液分馏，得到除尽至少一种组分B的蒸汽馏分料流S4，并得到除尽乙腈的液体底部料流S4b；
(viii)任选地在后处理后，将至少部分的S4循环至(i)中。
2.实施方案1的方法，其中在(vi)中，S3的总重量相对于S1的总重量在0.05至20％、优选0.1至15％、更优选0.2至10％、更优选0.5至5％的范围内。
3.实施方案1或2的方法，其中90至99.9重量％、优选95至99.8重量％、更优选99至99.7重量％的S1由乙腈和水组成，且其中优选0.01至5重量％、更优选0.015至3重量％、更优选0.02至2重量％的S1由至少一种组分B组成。
4.实施方案1至3中任一项的方法，其中在(vii)中，气-液分馏在分馏单元中进行，使得10至30重量％、优选10至25重量％的液体底部料流S4b由乙腈组成，且0.1至10重量％、优选0.25至5重量％的液体底部料流S4b由至少一种另外的组分B组成。
5.实施方案1至4中任一项的方法，其中在(vii)中，气-液分馏在在分馏单元中在0.1至10巴、优选0.5至5巴、更优选1至2巴的范围内的绝对压力下进行。
6.实施方案1至5中任一项的方法，其中在(vii)中，分馏单元的理论塔板的数量在1至100、优选2至25、更优选3至10的范围内。
7.实施方案1至6中任一项的方法，其中在冷凝后将S4馏分用作回流，回流比优选在0.01:1至10:1、更优选0.1:1至5:1、更优选0.5:1至2:1的范围内。
8.实施方案1至6中任一项的方法，其中分馏单元在没有回流的情况下运行，并将S3供入分馏单元的顶部。
9.实施方案1至8中任一项的方法，其中95至99.99重量％、优选97至99.9重量％、更优选98至99.9重量％的S4由乙腈和水组成，且其中优选0.0001至0.2重量％、更优选0.001至0.15重量％、更优选0.005至0.1重量％的S4由至少一种组分B组成。
10.实施方案1至9中任一项的方法，其中(viii)包括将至少部分的S4——任选地在后处理后——循环至(i)中，以及将至少部分的S2——任选地在后处理后——循环至步骤(i)中。
根据本发明，根据(iii)移除的排出料流含有包含在(i)中提供的进料流中的至少部分的至少一种磷含氧酸的钾盐。优选地，在上文描述的一个以上的合适的阶段中从排出料流中分离环氧丙烷。还优选地，将由此得到的除尽环氧丙烷的料流进行一个以上的其他阶段，在所述其他阶段中优选得到返回至环氧化反应的乙腈循环料流。上文描述了一种优选的包括阶段(viii)的循环方法。优选地，在S2和/或S4的后处理过程中，将包含在(iii)的排出料流中且优选包含在料流S4、更优选料流S4和S2中的至少部分的至少一种磷含氧酸的钾盐从一种或多种循环料流中适当地分离。更优选地，在S2和/或S4的后处理过程中，将至少99％、优选至少99.9％、更优选至少99.99％的包含于S4、优选包含于料流S4和S2中的至少一种磷含氧酸的钾盐从一种或多种循环料流中分离。因此，尤其优选的是，可以基本上完全避免在(i)中由一种或多种循环料流的再使用造成的至少一种磷含氧酸的钾盐的积累。
催化体系
根据本发明，已发现，含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石，和用作添加剂的至少一种磷含氧酸的钾盐(其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内)的特定结合使环氧化反应产生意想不到的优异特征，在所述环氧化反应中，环氧丙烷由丙烯制得，优选使用过氧化氢作为环氧化剂，且优选在乙腈作为溶剂的存在下。因此，本发明还涉及包含催化剂和至少一种磷含氧酸的钾盐的催化体系，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。在本发明的上下文中，使用的术语“催化体系”涉及由催化剂和至少一种磷含氧酸的钾盐组成的体系，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，当在(i)中提供的液体进料与(ii)中的催化剂接触时，实现该催化体系。该催化体系的特征在于以下实施方案和由如文所示的从属关系得到的实施方案的组合：
1.一种催化体系，其包含催化剂和至少一种磷含氧酸的钾盐，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
2.实施方案1的催化体系，其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中，n为1至10、优选1至5、更优选1至3的范围内的整数，且其中x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2的范围内，其中n优选为1，且其中x优选在0.95至1.05的范围内。
3.实施方案1或2的催化体系，其中包含于(ii)的催化剂中的含锌的结构类型为MWW的钛沸石的钛含量(以元素钛计算)在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计；以及锌含量(以元素锌计算)在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。
4.实施方案1至3中任一项的催化体系，其中包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂为固定床催化剂。
5.实施方案1至4中任一项的催化体系，其中包含含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的催化剂为模制品形式，所述模制品的特征在于以下实施方案和由如文所示的从属关系得到的实施方案的组合：
5.1一种模制品，包含含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝沸石材料(ZnTiMWW)，所述模制品优选包含含有基于微粉的重量计至少95重量％的含有钛和锌的结构类型为MWW的微孔无铝沸石材料(ZnTiMWW)的微粉，所述模制品更优选包含如上文所述的微粉实施方案1至14中任一项的微粉，所述模制品优选还包含至少一种粘结剂，优选二氧化硅粘结剂。
5.2实施方案5.1的模制品，包含平均孔径在4至40nm、优选20至30nm的范围内的中孔，所述平均孔径根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法来测定。
5.3实施方案5.1或5.2的模制品，具有通过XRD分析测定的至少(55+/-10)％，优选((55至75)+/-10)％的结晶度。结晶度应理解为根据本发明的参考实施例4.7测定。
5.4实施方案5.1至5.3中任一项的模制品，包含的微粉的量在70至80重量％的范围内且二氧化硅粘结剂的量为30至20重量％，微粉连同二氧化硅粘结剂一起构成至少99重量％的模制品，其中模制品的硅烷醇基团的浓度相对于Si原子的总数为至多6％，优选至多3％，如根据29SiMASNMR测定。硅烷醇基团的浓度应理解为根据本发明的参考实施例4.2测定。
5.5实施方案5.1至5.4中任一项的模制品，为具有圆形截面且直径在1.5至1.7mm范围内的线束，且具有的压碎强度为至少5N，优选在5至20N、更优选12至20N的范围内，所述压碎强度根据本发明的参考实施例4.3中所述的方法通过压碎强度测试仪Z2.5/TS1S测定。
5.6实施方案5.1至5.5中任一项的模制品，所述模制品的29Si-NMR光谱包含在以下位置的六个峰
在-98+/-xppm下的峰1，
在-104+/-xppm下的峰2，
在110+/-xppm下的峰3，
在-113+/-xppm下的峰4，
在-115+/-xppm下的峰5，
在-118+/-xppm下的峰6，
其中在任意峰中的x为1.5，优选1.0，更优选0.5，
其中Q定义为
Q＝100*{[a1+a2]/[a4+a5+a6]}/a3
且为至多2.5、优选至多1.6、优选至多1.4，[a1+a2]为峰1和峰2的峰面积的总和，[a4+a5+a6]为峰4、5和6的峰面积的总和，a3为峰3的峰面积。这些29Si-NMR特征应理解为根据本发明的参考实施例4.4测定。
5.7实施方案5.1至5.6中任一项的模制品，其吸水量在3至8重量％、优选4至7重量％的范围内。吸水量应理解为根据本发明的参考实施例4.5测定。
5.8实施方案5.1至5.7中任一项的模制品，所述模制品的红外光谱包含在(3700-3750)+/-20cm-1区域的波段和在(3670-3690)+/-20cm-1区域的波段，其中在(3700-3750)+/-20cm-1区域的波段相对于在(3670-3690)+/-20cm-1区域的波段的强度比为至多1.5，优选至多1.4。
6.实施方案1至5中任一项的用于丙烯的环氧化的催化体系。
7.实施方案1至6中任一项的催化体系，其通过以下步骤可得到或得到
(i')提供一种液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种优选的溶解的磷含氧酸的钾盐，其中包含于至少一种磷含氧酸的钾盐中的钾相对于液体进料流中的过氧化氢的摩尔比优选在25×10-6:1至250×10-6:1、更优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内，且其中在液体进料中，水相对于乙腈的重量比优选为至多1:4，更优选在1:50至1:4、更优选1:15至1:4.1、更优选1:10至1:4.2的范围内；
(ii')使(i')中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在(ii')中，优选使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物。
8.实施方案7的催化体系，其中在(i')中提供的液体进料流含有钾，其中钾相对于液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。
9.实施方案7或8的催化体系，其中在(i')中提供的液体进料流的铵NH4 +的含量为至多2重量ppm，优选至多1重量ppm。
10.实施方案7至9中任一项的催化体系，其中在(i')中提供的液体进料流含有钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6:1、优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。
11.实施方案7至10中任一项的催化体系，其中进入(ii')中的反应器中的液体进料流的温度在0至60℃、优选25至50℃的范围内，且压力在14至100巴、优选15至25巴的范围内。
12.实施方案7至11中任一项的催化体系，其中在(ii')中，反应混合物的温度使用传热介质、优选通过使传热介质流过环氧化反应器的夹套来控制。
13.实施方案7至12中任一项的催化体系，其中在(ii')中，环氧化条件包括在20至100℃、优选30至80℃、更优选40至60℃的范围内的环氧化反应温度，其中环氧化反应温度定义为在控制反应混合物的温度之前传热介质的温度，优选定义为在环氧化反应器的夹套的入口处传热介质的温度。
14.实施方案7至13中任一项的催化体系，其中在(ii')中，环氧化条件包括在14至100巴、优选15至32巴、更优选15至25巴的范围内的环氧化反应压力，其中环氧化反应压力定义为在环氧化反应器的出口处的压力。
15.实施方案7至14中任一项的催化体系，其中在(ii')中，反应混合物在环氧化条件下为液体，所述反应混合物在环氧化条件下优选由一种单一的液相组成。
16.实施方案7至15中任一项的催化体系，在500h的运行时间下，其失活率为至多0.010K/d，优选至多0.009K/d，更优选至多0.008K/d；在1000h的运行时间下，其失活率优选为至多0.007K/d，优选至多0.006K/d，更优选至多0.005K/d；在2000h的运行时间下，其失活率更优选为至多0.005K/d，优选至多0.004K/d，更优选至多0.003K/d；在2979h的运行时间下，其失活率更优选为至多0.003K/d，更优选至多0.002K/d。
本发明还通过以下参考实施例、实施例和对比实施例来进一步说明。
实施例
参考实施例1：环氧化反应设置
向配备有恒温夹套的垂直设置的管式反应器(长：1.4m，内径：7mm)中装入15g分别在下文的参考实施例2和参考实施例3中描述的直径为1.5mm的线束形式的催化剂。剩余的反应器体积填充惰性材料(滑石球体，直径为2mm)至反应器下端约5cm的高度和反应器顶端的剩余部分。
通过使水和乙二醇的混合物作为传热介质流过夹套而使反应器恒温。传热介质在夹套的下端供入，并以相对于进入反应器中的液体进料流并流的方式流动。传热介质在夹套入口处的温度定义为反应温度，也称为Tr。适当地调节传热介质的流速，使得其在夹套入口处的温度和其在夹套出口处的温度之间的差值为至多1K。
反应器中的压力通过压力控制阀来控制，并保持在20巴绝对的恒定值。
反应器进料流由通过使用单独的计量泵计量的三个单独的进料流相结合：
-第一料流由乙腈(AsahiKasei，化学级，乙腈含量为至少99.9重量％，水含量小于500重量ppm)和水的混合物组成。水相对于乙腈的重量比如在下文的实施例和对比实施例中的表1所示来选择。使用的该第一料流的流速为68g/h。
-第二料流由液化的聚合物级的丙烯组成，其丙烷含量为99.5重量％。使用的该第二料流的流速为10.8g/h。
-第三料流由过氧化氢浓度为40重量％的过氧化氢水溶液组成。使用的该第三料流的流速为16.8g/h。将在下文的实施例和对比实施例的表1中所示的不同的含氧酸添加剂以同样示于下表1中的量溶解于过氧化氢料流中。
在环境温度下，将三种进料流预混合，然后将混合的料流作为液体进料流供入管式反应器的底部。在所述条件下，液体进料流由一种单一的液相组成。
该实验以连续的方式进行。在开始运行时(t＝0，定义为启动过氧化氢计量泵的时间点)，将反应温度设置在30至45℃范围内的值，如在实施例中所示。使用新鲜的催化剂，这使得过氧化氢的初始转化率为100％。在一段时间后，通常在运行(onstream)100小时内，过氧化氢转化率开始降低。然后调节温度，通常一天一至两次，以使过氧化氢转化率保持在85至96％的范围内。温度以平均速率升高，以使过氧化氢转化率保持基本恒定，所述平均速率(在下文中称为参数ΔTr/Δt)是催化剂失活速率的量度。该参数通过在所示时间段结束时的冷却介质温度和起始温度之间的差值除以运行的总小时数来计算。
收集、称重并分析在压力控制阀下游处的反应器排出料流。在两个单独的气相色谱仪中对除过氧化氢-丙醇和氧以外的有机组分进行分析。过氧化氢的含量使用硫酸氧钛法经比色法测定。过氧化氢-丙醇、1-过氧化氢丙醇-2和2-过氧化氢丙醇-1的混合物的含量，通过碘量法测定总的过氧化物含量，然后减去过氧化氢的含量而测定。
测定给出的环氧丙烷相对于过氧化氢的选择性(S)，并计算为排出料流中的环氧丙烷的摩尔数除以进料中的过氧化氢的摩尔数的比值再乘以100。给出的丙二醇的选择性计算为流出物中的丙二醇的摩尔数除以进料中的过氧化氢的摩尔数的比值再乘以100。给出的过氧化氢丙醇的选择性计算为流出物中的过氧化氢丙醇的摩尔数的两倍除以进料中的过氧化氢的摩尔数的比值再乘以100。给出的分子氧的选择性计算为流出物中的分子氧的摩尔数的两倍除以进料中的过氧化氢的摩尔数的比值再乘以100。
参考实施例2：制备环氧化反应催化剂(ZnTiMWW)
2.1制备结构为MWW的含硼沸石(BMWW)
首先向2m3的搅拌釜反应器中装入470.4kg去离子水。在70rpm下启动搅拌器之后，加入硼酸(162.5kg)并将悬浮液搅拌3h。随后，立刻加入哌啶(272.5kg)，使得温度从28℃升至46℃。向该溶液中加入胶体二氧化硅(LudoxAS40，392.0kg)。然后在5小时内将反应器缓慢加热至170℃，然后在搅拌下在该温度下保持120小时。在反应过程中的最大压力为9.3巴。随后将反应器冷却至50℃。所得凝胶的pH为11.3，在20℃下的粘度为15mPa·s。然后过滤凝胶，并用去离子水洗涤滤饼直到洗涤液的电导率小于500微西门子/厘米。然后将滤饼悬浮于去离子水中，并在235℃下使用氮气作为载气对悬浮液进行喷雾干燥。得到的白色粉末(174.3kg)含有3.5重量％的水。然后，将该白色粉末在650℃下在回转窑中煅烧，产生138.2kg白色粉末形式的结构类型为MWW的含硼沸石(BMWW)。
2.2用水使BMWW脱硼
向5m3的搅拌釜反应器中装入125kg根据前述步骤得到的BMWW和3750kg去离子水。然后在70rpm的搅拌下，将反应器在1小时内缓慢加热至100℃，之后在该温度下保持20小时，最后在过滤前将其冷却至小于50℃的温度。然后用去离子水洗涤滤饼，直到洗涤液的电导率小于15微西门子/厘米。然后将滤饼在氮气流中干燥6小时。然后将滤饼移除并悬浮于850kg去离子水中。然后在235℃下使用氮气作为载气对该悬浮液进行喷雾干燥。喷雾干燥后的材料重118.5kg并含有42.5重量％Si、0.06重量％B和0.23重量％C(总有机碳，TOC)。
2.3制备结构类型为MWW的含钛沸石(TiMWW)
首先向2m3的搅拌釜反应器中装入111.2kg来自前述步骤2.2的喷雾干燥后的材料。向单独的2m3搅拌釜反应器中放入400kg去离子水。在80rpm下启动搅拌器后，加入哌啶(244.0kg)。在加入哌啶结束后，使混合物搅拌5分钟，然后加入原钛酸四丁酯(22.4kg)。然后用40kg去离子水冲洗添加钛酸酯的管。然后将混合物搅拌1小时，然后在搅拌下(50rpm)将其加入含有喷雾干燥粉末的第一搅拌釜反应器中。然后将反应器加热至170℃，并在该温度下保持120h，然后冷却至50℃。在反应过程中的最大压力为10.6巴。然后过滤冷却的悬浮液，并用去离子水洗涤滤饼直到洗涤液的电导率小于1300微西门子/厘米，且pH值约为中性。然后将滤饼在氮气流下干燥6小时。将含有约80重量％的水的滤饼直接用于下一步骤。将来自前述步骤的滤饼和1000kg的去离子水填充于2m3的搅拌釜反应器中。然后在70rpm搅拌下，加入1900kg的硝酸(在水中占53重量％)。然后将反应器加热至100℃，并在该温度下保持20小时，然后冷却至50℃。然后将所得的悬浮液过滤，并用去离子水洗涤滤饼直到电导率小于10微西门子/厘米，且洗涤液约为中性的。随后，将滤饼在氮气流下干燥6小时。然后将该滤饼悬浮在水中，并在235℃下使用氮气作为载气进行喷雾干燥。得到96kg喷雾干燥粉末。然后将该材料在650℃下在回转窑中煅烧。得到84kg粉末形式的结构类型为MWW的钛沸石(TiMWW)，其含有43重量％的Si、2.0重量％的Ti和0.2重量％的C(TOC)。根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的孔体积为7.3ml/g且根据DIN66131测定的BET表面积为467m2/g。
2.4通过浸渍制备含锌的TiMWW(ZnTiMWW)
然后向2m3的搅拌釜反应器中装入960kg水和5.83kg乙酸锌二水合物。在搅拌30min后，加入TiMWW粉末(32.0kg，根据前述步骤得到)。然后将反应器加热至100℃，并在该温度下保持4小时，然后冷却至50℃。然后将所得的悬浮液过滤，并用120升份的去离子水洗涤滤饼5次。然后将洗涤后的滤饼在氮气流下干燥6小时。然后将其悬浮于去离子水中，并在235℃下使用氮气作为载气进行喷雾干燥。得到34kg喷雾干燥材料，然后将其在650℃下在回转窑中煅烧30min。得到28.5kg含锌的TiMWW(ZnTiMWW)粉末，其含有42重量％的Si、1.9重量％的Ti、1.6重量％的Zn和0.16重量的％C(TOC)。根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的孔体积为6.6ml/g且根据DIN66131测定的BET表面积为335m2/g。
2.5制备含有ZnTiMWW和二氧化硅粘结剂的模制品
在捏合机中，将来自前述步骤的ZnTiMWW粉末(27.0kg)和羟甲基纤维素(WalocelTM，2.0kg)捏合5分钟。然后加入胶体二氧化硅(AS40，16.9kg)。在捏合10分钟后，加入去离子水(57.6kg)并将混合物再捏合60分钟。然后在65至80巴的压力下，通过具有直径为1.5mm的圆柱形孔的板来挤出得到的糊状物。将得到的线束在120℃下干燥16小时，然后在500℃下煅烧5小时。然后将得到的线束在0.8m的筛子中筛分以除去细料。所得的ZnTiMWW催化剂线束(34.2kg)的直径为1.5mm，长度在5和25mm之间。催化剂的堆积密度为345g/l。根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的孔体积为1.1ml/g，且根据DIN66131测定的BET表面积为371m2/g。元素分析表明，模塑的ZnTiMWW催化剂含有41重量％的Si、1.4重量％的Ti和1.2重量％的Zn。
参考实施例3：制备环氧化反应催化剂(TiMWW)
3.1制备结构为MWW的含硼沸石(BMWW)
向50升搅拌釜反应器中装入22.05kg去离子水和8.515kg哌啶。然后将混合物在150rpm下搅拌几分钟，随后加入5.076kg硼酸。将所得的混合物搅拌30分钟。然后，分批加入热解二氧化硅(Pyrogenicsilica，Aerosil200，4.9kg)，并将所得的悬浮液搅拌2小时。然后将反应器在2小时内加热至170℃并在该温度下保持120小时。反应过程中的最大压力为8.9巴。在冷却至50℃后，将悬浮液过滤，并将滤饼洗涤两次，每次洗涤使用50升的去离子水。然后将滤饼在80℃下在氮气流下干燥24小时，然后在100℃下烘干16小时，最后在600℃下煅烧10小时，得到4.95kg含有1.4重量％B的白色BMWW粉末。
3.2用酸使BMWW脱硼
向200升搅拌釜反应器中装入150kg硝酸(在水中占30重量％)和来自前述步骤的BMWW粉末，并在100rpm下搅拌10分钟。然后，将反应器加热至100℃，并在搅拌下在该温度下保持20小时。在冷却至50℃后，将悬浮液过滤并用去离子水洗涤滤饼，直到洗涤液接近中性。然后将滤饼在氮气流下干燥15小时，最后在120℃下烘干16小时。得到4.117kg含有0.061重量％B的白色粉末。
3.3制备结构类型为MWW的含钛沸石(TiMWW)
然后向20升搅拌釜反应器中装入10.5kg去离子水和5.07kg哌啶。将混合物搅拌(170rpm)10分钟，然后加入700g原钛酸四丁酯。将混合物再搅拌30min，然后加入3.5kg由前述步骤3.2得到的粉末。在搅拌2小时后，将反应器加热至170℃并在该温度下保持120小时。反应过程中的最大压力为9.1巴。在冷却至50℃后，将所得的悬浮液过滤，并用每次25升的去离子水洗涤滤饼两次。然后将滤饼在100℃下干燥48小时。得到4.073kg含有2.3重量％Ti、36.0重量％Si和10.4重量％C(TOC)的湿的白色粉末。然后将粉末(4.0kg)和120kg硝酸(在水中占30重量％)装入200升搅拌釜反应器中。然后在100rpm下搅拌悬浮液，并将反应器加热至100℃，并在该温度下保持20小时。在冷却至50℃后，将所得的悬浮液过滤，并用去离子水洗涤滤饼，直到洗涤液接近中性。然后将滤饼在120℃下干燥16小时，最后在550℃下煅烧10小时。得到3.185kg具有1.7重量％Ti和45.0重量％Si的TiMWW粉末。
3.4制备含有TiMWW和二氧化硅粘结剂的模制品
将由前述步骤3.3得到的TiMWW粉末(3.0kg)和羟甲基纤维素(WalocelTM，200g)捏合5分钟。然后在连续捏合下，加入胶体二氧化硅(AS40，2.5kg)。在再捏合10min后，在捏合下加入去离子水(3.0kg)。然后在75-85巴的压力下，通过具有直径为1.5mm的圆柱形孔的板来挤出由此得到的糊状物。将得到的线束在120℃下干燥16小时，然后在500℃下煅烧5小时。然后使用0.8mm的筛子筛分得到的线束以除去细料。所得的TiMWW催化剂线束(3.88kg)的直径为1.5mm，长度在5和25mm之间。根据DIN66133通过Hg孔隙率测定法测定的孔体积为0.7ml/g，且根据DIN66131测定的BET表面积为92m2/g。元素分析表明，模塑的TiMWW催化剂含有43.5重量％的Si和1.1重量％的Ti。
参考实施例4：催化剂的表征
参考实施例4.1：测定Dv10、Dv50和Dv90值
将1.0g微粉悬浮于100g去离子水中并搅拌1min。在使用以下参数的装置中测量样品：MastersizerSlongbedversion2.15，序列号33544-325；供应商：MalvernInstrumentsGmbH，Herrenberg，Germany；焦点宽度(focalwidth)300RFmm；射束长度10.00mm；模块(module)MS17；阴影16.9％；分散模型3$$D；无分析模型多分散修正。
参考实施例4.2：测定本发明的模制品的硅烷醇浓度
为了测定硅烷醇浓度，在室温下，在VARIANInfinityplus-400光谱仪中使用5.0mmZrO2转子进行29SiMASNMR实验。在79.5MHz下，使用具有10s循环延迟和4000次扫描的1.9μsπ/4(微秒π/4)脉冲收集29SiMASNMR光谱。使样品在6kHz下旋转，并记录所有的29Si光谱，并且化学位移参考4,4-二甲基-4-甲硅烷基戊烷磺酸钠(DSS)。为了测定硅烷醇基团浓度，通过合适的高斯线形(Gaussian-Lorentzianlineshape)拟合给出的29SiMASNMR光谱。硅烷醇基团相对于Si原子总数的浓度通过对拟合的29SiMASNMR光谱进行积分得到。
参考实施例4.3：测定模制品的压碎强度
在本发明的上下文中提及的压碎强度应理解为通过压碎强度测试仪Z2.5/TS1S(供应商ZwickGmbH&Co.，D-89079Ulm，Germany)来测定。对于该机器的基本原理及其操作，参考ZwickGmbH&Co.TechnischeDokumentation，August-Nagel-Strasse11，D-89079Ulm，Germany的各自的说明书手册“Register1：Betriebsanleitung/SicherheitshandbuchfürdieMaterial-PrüfmaschineZ2.5/TS1S”，第1.5版，2001年12月。使用所述机器，通过直径为3mm的活塞向给定的线束施加逐渐增大的力直到线束被压碎。线束压碎时的力称为线束的压碎强度。所述机器配备有固定的放置线料的水平工作台(horizontaltable)。在垂直方向上可自由移动的活塞促使线束紧靠固定的工作台。在0.5N的初步力下操作装置，在初步力下的剪切速率为10mm/min，且随后的测试速率为1.6mm/min。将可垂直移动的活塞与用于拾取力的测压元件连接，并在测量过程中，移向放置有待研究的模制品(线束)的固定转盘，由此促使线束紧靠工作台。将活塞以垂直于线束纵向轴的方式施用于线束中。通过计算机来控制实验，并对测量结果进行记录和评估。所得值为对10种线束各自进行测量的平均值。
参考实施例4.4：关于Q3和Q4结构的29Si固态NMR光谱
本发明的水处理对材料中与Q3和Q4结构相关的模制品的影响，通过在可比较的条件下比较29Si固态NMR光谱的变化来表征。所有的29Si固态NMR实验使用BrukerAdvance光谱仪(BrukerBiospin，Germany)在300MHz1H的拉莫尔频率下进行。将样品装入7mmZrO2转子中，并在室温下在5kHz魔角自旋(MagicAngleSpinning)下进行测量。使用(π/2)-脉冲激发(具有5微秒的脉冲宽度，29Si载波频率对应于光谱中的-65ppm，扫描循环延迟为120s)得到29Si直接偏振光谱。在45kHz的高功率质子解耦下，获取信号持续25ms，并积累10至17小时。使用指数谱线增宽为30Hz的BrukerTopspin、手动定相和相对于全频谱宽度进行手动基线校正来处理光谱。参照聚合物Q8M8的光谱作为外部二次标准，设定三甲基甲硅烷基M基团的共振为12.5ppm。然后根据可辨别的共振数，使用一组高斯线形来拟合该光谱。关于目前评估的光谱，使用总共6条线，解释为五个明显峰的最大值(在约-118、-115、-113、-110和-104ppm处)加上在-98ppm处的清晰可见的肩峰(shoulder)。使用DMFit进行拟合(Massiot等人，MagneticResonanceinChemistry，40(2002)第70-76页)。在可见峰的最大值或肩峰处手动设置峰。然后使峰位置和线宽保持为不受限制，即拟合峰不固定在特定的位置。拟合结果在数值上是稳定的，即如上述的初始拟合设置中的失真导致相似的结果。拟合的峰面积进一步采用如DMFit所进行的来标准化。在本发明的水处理后，观察到在光谱左手侧的信号强度降低，包括Q3硅烷醇结构的区域(此处尤其是：在-104ppm左右及以上，即-104ppm的“左边”)。此外，观察到在光谱的右手侧(此处：低于-110ppm，即-110ppm的“右边”)的信号增加，该区域不包括Q4结构。为了量化光谱变化，如下计算反映“左手边”和“右手边”的峰面积的变化的比值。将六个峰标记为1、2、3、4、5和6，比值Q按照公式100*{[a1+a2]/[a4+a5+a6]}/a3计算。在该公式中，ai,i＝1..6表示该数值属于拟合峰的面积。
参考实施例4.5：水吸附/解吸–吸水量
在购自TAInstruments的VTISA仪器上按照逐步-等温(step-isotherm)程序测量水吸附/解吸等温线。实验构成为：对置于仪器的微量天平托盘内的相同的样品材料进行一次运行或一系列运行。在测量开始前，样品的残余水分通过将样品加热至100℃(加热斜率为5℃/min)并在N2流下保持6h来除去。在干燥程序后，腔室中的温度降低至25℃，并在测量过程中保持等温。校准微量天平，并称量干燥样品的重量(最大质量偏差为0.01重量％)。样品的吸水量测量为相比干燥样品增加的重量。首先，通过增加样品暴露时的相对湿度(RH)(表示为在腔室内部的氛围中的重量％水)并测量样品在平衡下的吸水量来测量吸附曲线。RH以10重量％的步长从5％增加至85％，并在每个步长下系统控制RH并监测样品重量直到达到平衡条件，并记录吸收的重量。在样品暴露于85重量％RH后，采集样品的总吸水量。在解吸测量过程中，RH以10％的步长从85重量％降至5重量％，监测并记录样品重量的变化(吸水量)。
参考实施例4.6：FT-IR测量
在Nicolet6700光谱仪上进行FT-IR(傅里叶变换红外)测量。将模制品粉化，然后无需使用任何添加剂将其压制成自支撑片剂。将片剂引入放置在FT-IR仪器中的高真空(HV)室中。在测量之前，将样品在300℃下在高真空(10-5毫巴)中预处理3h。在腔室冷却至50℃后，采集光谱。以2cm-1的分辨率记录在4000至800cm-1范围内的光谱。得到的光谱表现为x轴为波长(cm-1)且y轴为吸光度(任意单位，a.u.)的曲线。为了定量测定峰高和这些峰之间的比值，进行基线校正。分析在3000-3900cm-1区域中的变化，并且为了比较多个样品，采用在1880±5cm-1下的波段作为参考。
参考实施例4.7：通过XRD测定结晶度
本发明的沸石材料的结晶度通过XRD分析来测定。使用具有Cu-X-射线源和能量色散点探测器的标准Bragg-Brentano衍射仪来采集数据。以0.02°的步长扫描2°至70°的角范围(2θ)，同时将可变发散狭缝设置为20mm的恒定的照射样品长度。然后使用TOPASV4软件分析数据，其中尖形衍射峰使用包含具有以下初始参数的单元室的Pawleyfit来建模：在空间群P6/mmm中，a＝14.4埃(1埃＝10-10m)且c＝25.2埃。将这些峰精修以拟合数据。将独立的峰插入以下位置：8.4°、22.4°、28.2°和43°。这些峰被用于描述无定形含量。结晶含量描述了结晶信号相对于总散射强度的强度。在模型中还包括线性背景(linearbackground)、洛伦兹偏振修正(Lorentzandpolarizationcorrection)、晶格参数、空间群和结晶尺寸。
参考实施例5：辛醇-水分配系数KOW的定义和测定
给定化合物的辛醇-水分配系数KOW定义如下：在25℃的温度下，在1-辛醇和水的两相体系中，所述化合物在辛醇相中的化学浓度相对于所述化合物在水相中的化学浓度的比值。
给定化合物的辛醇-水分配系数KOW使用摇瓶法测定，所述摇瓶法由下列步骤组成：将化合物溶解在大量的高纯度1-辛醇和去离子水(预混合并校正至少24h)中，并通过足够精确的方法、优选通过UV/VIS光谱法测量化合物分别在1-辛醇相和水相中的浓度。该方法记载在1995年7月27日收录的OECDGuidelineforthetestingofchemicals，第107期中。
实施例和对比实施例：添加剂性质的影响
根据如上文的参考实施例1中所述的环氧化反应设置进行总结于下表1中的实施例和对比实施例。向反应器中装入参考实施例2的ZnTiMWW催化剂或参考实施例3的TiMWW催化剂。作为溶剂，使用如下表1中所示的不同的乙腈/水混合物。连续运行实验。初始温度设置为45℃。如在下表1中所示，通过过氧化氢料流使用不同的添加剂，第三料流如上文参考实施例1中所述。在每种情况中，就包含于添加剂中的钾的浓度而言，进入环氧化反应器中的总进料流的添加剂浓度为130微摩尔/摩尔过氧化氢。
取决于选择性S，如上文参考实施例1中所述的环氧丙烷选择性，以及同样在上文参考实施例1中所述的失活率dTr/dt，单独的运行在500h或1000h后停止。具体而言，与另一可比的运行相比，如果环氧丙烷选择性和/或失活率表现出更低的性能，则给定的运行停止。当比较两个运行时，确保它们仅在一个参数(催化剂的性质或添加剂的性质或水相对于乙腈(H2O:CAN)的重量比)上不同。用于确定为何具体的运行在给定的时间后会停止或继续的标准在下表1的脚注中给出。
表1
实施例和对比实施例的结果
1)由于与ZnTiMWW的97.9％相比，选择性为92.5％，所以在500h后不继续
2)由于与H2O:ACN＝1:8.1的98.3％相比，选择性为92.3％，所以在500h后不继续
3)由于与ZnTiMWW的92.3％相比，选择性为89.1％，所以在500h后不继续
4)由于与ZnTiMWW的94.4％相比，选择性为93.5％，所以在1000h后不继续
5)由于与ZnTiMWW的98.0％相比，选择性为95.1％，所以在1000h后不继续
6)由于与H2O:ACN＝1:8.1的97.7％相比，选择性为94.4％，所以在1000h后不继续
7)由于与KH2PO4的98.3％相比，选择性为87.7％，所以在500h后不继续
8)由于与KH2PO4的98.3％相比，选择性为90.2％，所以在500h后不继续
9)如上文参考实施例1中所述，通过在第三料流(过氧化氢料流)中原位制备等摩尔的KH2PO4和H3PO4的含水混合物而提供
继续进行环氧化反应，其中使用ZnTiMWW作为催化剂，重量比H2O:CAN为1:8.1，且添加剂为KH2PO4。已发现，即使在2979h(相当于约124天)的运行时间后，环氧丙烷选择性仍为97.5％，并因此大于在下列条件的环氧化反应仅运行2000h后的97.0％的环氧丙烷选择性：使用相同的ZnTiMWW催化剂，相同的重量比H2O:CAN为1:8.1，但使用K2HPO4作为添加剂。
结果
基于在上表1中描述的单独的运行，出人意料地发现，ZnTiMWW催化剂与作为添加剂的磷含氧酸的钾盐(钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4范围内)、特别是KH2PO4的结合，使环氧化反应和催化剂与添加剂的催化体系获得到目前为止最好的长期性能。与该方法相比，使用相同的催化剂(ZnTiMWW)和相同的H2O:ACN重量比1:8.1，但使用添加剂K2HPO4(钾相对于磷的摩尔比为2，并因此大于1.4)进行环氧化反应，表现出更低的环氧丙烷选择性(与97.7％相比为97.0％)和更高的失活率(与0.003K/d相比为0.008K/d)。特别是对于工业规模的方法，例如制备环氧丙烷，在较长的运行时间后，这些优选的特征使得该方法极其有利。
使用相同的催化剂(ZnTiMWW)和相同的H2O:ACN重量比1:8.1，但使用添加剂K0.5H2.5PO4(钾相对于磷的摩尔比为0.5，并因此小于0.6)进行各自的环氧化反应，由于仅90.2％的环氧丙烷选择性和相对较高的0.015K/d的失活率而仅在500h后就停止。上述情况同样适用于使用下列条件进行的各环氧化反应：使用相同的催化剂(ZnTiMWW)和相同的H2O:ACN重量比1:8.1，但使用添加剂NH4H2PO4，与非常优选的添加剂KH2PO4相比，所述添加剂包含铵而不是钾，铵被现有技术文件WO2009/008493和WO2011/006990所建议。该环氧化反应仅在500h后就停止，这是由于较低的仅87.7％的环氧丙烷选择性和相对高的0.016K/d的失活率。
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Claims (32)
1.一种制备环氧丙烷的连续法，包括
(i)提供液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐；
(ii)使(i)中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，并使液体进料流在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物；
(iii)从环氧化反应器中移除排出料流，所述排出料流包含环氧丙烷、乙腈、水、至少部分的至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷；
其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
2.权利要求1的方法，其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中n为1至10、优选1至5、更优选1至3范围内的整数，且其中x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2的范围内。
3.权利要求2的方法，其中n为1。
4.权利要求2或3的方法，其中x在0.95至1.05的范围内。
5.权利要求1至4中任一项的方法，其中在(i)中提供的液体进料流中，水相对于乙腈的重量比为至多1:4，优选在1:50至1:4、更优选1:15至1:4.1、更优选1:10至1:4.2的范围内。
6.权利要求1至5中任一项的方法，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中包含的钾相对于在(i)中提供的液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内。
7.权利要求1至6中任一项的方法，其中在(i)中提供的液体进料流包含的铵NH4 +的量为至多2重量ppm，优选至多1重量ppm。
8.权利要求1至7中任一项的方法，其中在(i)中提供的液体进料流包含钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6:1、优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。
9.权利要求1至8中任一项的方法，其中在(i)中提供的液体进料流包含
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于液体进料流的总重量计；
过氧化氢，其量为6至10重量％，优选7至9重量％，基于液体进料流的总重量计；
丙烯，其中丙烯相对于包含在液体进料流中的过氧化氢的摩尔比在1:1至1.5:1、优选1.1:1至1.4:1的范围内；以及
任选的丙烷，其中丙烷相对于丙烯和丙烷的总和的摩尔比在0.0001:1至0.15:1、优选0.001:1至0.05:1的范围内；
其中至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的在(i)中提供的液体进料流由丙烯、过氧化氢、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐和任选的丙烷组成。
10.权利要求1至9中任一项的方法，其中在(i)中，液体进料流通过将包含过氧化氢的料流、包含乙腈和任选的水的料流和包含丙烯和任选的丙烷的料流结合来提供，其中将包含至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐的含水料流与包含过氧化氢的料流结合，或与包含乙腈和任选的水的料流结合，或与包含丙烯和任选的丙烷的料流结合，或与这些料流的两种或三种的混合料流结合，优选与包含过氧化氢的料流结合，或与包含乙腈和任选的水的料流结合，或与其混合料流结合。
11.权利要求10的方法，其中包含过氧化氢的料流为过氧化氢浓度在25至75重量％、优选30至50重量％范围内的含水过氧化氢料流，基于含水过氧化氢料流的总重量计，其中含水过氧化氢料流还包含钠，其中钠相对于过氧化氢的摩尔比在1×10-6:1至250×10-6、优选5×10-6:1至50×10-6:1的范围内。
12.权利要求1至11中任一项的方法，其中进入(ii)中的环氧化反应器中的液体进料流的温度在0至60℃、优选25至50℃的范围内，且压力在14至100巴、优选15至25巴的范围内。
13.权利要求1至12中任一项的方法，其中在(ii)中，反应混合物的温度使用传热介质控制，优选通过使传热介质流过环氧化反应器的夹套来控制。
14.权利要求13的方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括在20至100℃、优选30至80℃、更优选40至60℃范围内的环氧化反应温度，其中环氧化反应温度定义为在控制反应混合物的温度之前传热介质的温度，优选定义为在环氧化反应器的夹套的入口处的传热介质的温度。
15.权利要求1至14中任一项的方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括在14至100巴、优选15至32巴、更优选15至25巴范围内的环氧化反应压力，其中环氧化反应压力定义为在环氧化反应器的出口处的压力。
16.权利要求1至15中任一项的方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括在90至100％、优选95至100％、更优选99至100％范围内的过氧化氢转化率，其中过氧化氢转化率的计算基于在(iii)中移除的排出料流中包含的过氧化氢的量和在(i)中提供的液体进料流中包含的过氧化氢的量。
17.权利要求1至16中任一项的方法，其中在(ii)中，在环氧化条件下反应混合物为液体，在环氧化条件下所述反应混合物优选由一种单一的液相组成。
18.权利要求1至17中任一项的方法，其中在(ii)中，环氧化条件包括在0.05至1.25h-1、优选0.1至1h-1、更优选0.2至0.7h-1范围内的催化剂负载，其中催化剂负载定义为在(i)中提供的液体进料流中包含的过氧化氢的以kg/h计的质量流率除以在(ii)中的环氧化反应器中包含的以kg计的催化剂的量的比值，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石。
19.权利要求1至18中任一项的方法，其中在(ii)中，包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石的催化剂以固定床催化剂的形式存在于反应器中。
20.权利要求1至19中任一项的方法，其中在(ii)的催化剂中包含的含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石中，钛的含量在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，以元素钛计算，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计；以及锌的含量在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，以元素锌计算，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。
21.权利要求1至20中任一项的方法，其中(ii)的环氧化反应的环氧丙烷选择性为至少95％，优选至少96％，更优选至少97％，其中环氧丙烷选择性定义为在(iii)中移除的排出料流中包含的环氧丙烷的摩尔量相对于在(i)中提供的液体进料流中包含的过氧化氢的摩尔量。
22.权利要求1至21中任一项的方法，其中在(iii)中移除的排出料流包含
环氧丙烷，其量为5至20重量％，优选8至18重量％，更优选10至14重量％，基于排出料流的总重量计；
乙腈，其量为60至75重量％，优选60至65重量％，基于排出料流的总重量计；
水，其量为10至25重量％，优选15至20重量％，基于排出料流的总重量计；
任选的丙烯，其中丙烯相对于在进料流中包含的过氧化氢的摩尔比在0.005:1至0.7:1、优选0.25:1至0.45:1的范围内；
钾，其中在至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐中包含的钾相对于在进料流中包含的过氧化氢的摩尔比在25×10-6:1至250×10-6:1、优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内；
任选的丙烷，优选地，其量占在(i)中提供的液体进料流中包含的量的95至100％，优选98至100％，更优选99至100％；
其中至少95重量％、优选95至100重量％、更优选98至100重量％的在(iii)中移除的排出料流由环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷组成。
23.权利要求1至22中任一项的方法，其中在(iii)中移除的排出料流包含分子氧，其中在(iii)中移除的排出料流中包含的分子氧相对于在(i)中提供的液体进料流中包含的过氧化氢的摩尔比在0.05:100至2.5:100、优选0.1:100至2.25:100、更优选0.15:100至42:100的范围内。
24.权利要求1至23中任一项的方法，其中在(iii)中移除的排出料流包含丙烯、任选的丙烷和任选的氧，所述方法还包括
(iv)将丙烯、任选地连同丙烷和氧一起从排出料流中分离，得到富含环氧丙烷、乙腈和水的料流S01，其中优选至少99重量％的S01由乙腈、水和环氧丙烷组成；
(v)将环氧丙烷从S01中分离，得到包含环氧丙烷和除尽乙腈和水的料流。
25.一种催化体系，其包含催化剂和至少一种磷含氧酸的钾盐，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
26.权利要求25的催化体系，其中至少一种磷含氧酸的钾盐具有下式(I)
KnxH2+n(1-x)PnO3n+1(I)
其中n为1至10、优选1至5、更优选1至3范围内的整数，且其中x在0.6至1.4、优选0.7至1.3、更优选0.8至1.2的范围内，其中n优选在0.95至1.05的范围内，且其中x优选在0.95至1.05的范围内。
27.权利要求25或26的催化体系，其中在(ii)的催化剂中包含的含锌的结构类型为MWW的钛沸石中，钛的含量在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，以元素钛计算，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计；以及锌的含量在0.1至5重量％、优选1至2重量％的范围内，以元素锌计算，基于含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的总重量计。
28.用于丙烯的环氧化的权利要求25至27中任一项的催化体系。
29.权利要求25至28中任一项的催化体系，其通过以下步骤可得到或得到
(i')提供一种液体进料流，其包含丙烯、过氧化氢、乙腈、水、任选的丙烷和至少一种优选溶解的磷含氧酸的钾盐，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中包含的钾相对于液体进料流中的过氧化氢的摩尔比优选在25×10-6:1至250×10-6:1、更优选50×10-6:1至200×10-6:1、更优选100×10-6:1至150×10-6:1的范围内，并且其中在液体进料中，水相对于乙腈的重量比优选为至多1:4，更优选在1:50至1:4、更优选1:15至1:4.1、更优选1:10至1:4.2的范围内；
(ii')使(i')中提供的液体进料流进入包含催化剂的环氧化反应器中，所述催化剂包含含锌的结构类型为MWW的钛沸石，其中在(ii')中，液体进料流优选在环氧化反应器中经受环氧化反应条件，得到包含环氧丙烷、乙腈、水、至少一种溶解的磷含氧酸的钾盐、任选的丙烯和任选的丙烷的反应混合物。
30.权利要求29的催化体系，在500h的运行时间下，具有的失活率为至多0.010K/d；在1000h的运行时间下，失活率优选为至多0.007K/d；在2000h的运行时间下，失活率更优选为至多0.005K/d。
31.至少一种磷含氧酸的钾盐在制备环氧丙烷的优选的连续法中作为含锌的骨架结构类型为MWW的钛沸石的添加剂的用途，优选乙腈作为溶剂，且优选过氧化氢作为环氧化试剂，其中在至少一种磷含氧酸的钾盐中，钾相对于磷的摩尔比在0.6至1.4的范围内。
32.通过权利要求24的方法可得到或得到的组合物，其包含至少99.990重量％、优选至少99.995重量％、更优选至少99.999重量％的环氧丙烷。
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