CN106565633A - 一种苯乙烯氧化方法 - Google Patents

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金钢
黄伟
陶建青
何志勇
任磊
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Abstract

本发明属于有机精细合成领域，涉及了一种在微通道反应器中苯乙烯氧化的方法，即将苯乙烯和含有催化剂的双氧水悬浊液以两股通入微通道反应器经过数个模块反应后得到环氧苯乙烯、苯甲醛、苯甲酸等混合物的方法。方法混合效果好，停留时间短，选择性高。

Description

一种苯乙烯氧化方法
技术领域
本发明属于有机精细合成领域，涉及了一种微通道反应器中苯乙烯氧化方法，即将苯乙烯和含有催化剂的双氧水悬浊液以两股通入微通道反应器经过数个模块反应后得到环氧苯乙烯、苯甲醛、苯甲酸等混合物的方法。
背景技术
苯乙烯氧化反应是一类经典的有机反应，在催化剂作用下与氧化剂反应，活泼的双键打开或断裂，生成环氧苯乙烯、苯乙醛、苯甲醛、苯甲酸等产物。常用氧化剂有氧气、过氧化物、双氧水等。
目前苯乙烯氧化研究集中于开发新型催化剂，提高催化性能。CN201210009309公开了一种可溶性锌盐改性的钛分子筛催化剂，在该催化剂作用下，反应2h，苯乙烯转化率86%，环氧苯乙烷选择性64%；CN101346362B公开了一种金属离子交换沸石，反应4h，苯乙烯转化率99.9％、苯乙烯氧化物选择性82.6％；黎成勇等（中南大学学报（自然科学版），2013,44（8）：3142-3145）研制了一种介孔氧化铝负载氧化铜催化剂，80℃条件下反应6h，苯乙烯转化率87.94％、苯乙烯氧化物选择性91.71％。
通常情况下，反应过程在釜式反应器或四口烧瓶中进行，反应物不互溶所导致的油-水两相界面传质问题对反应的影响明显，反应需要几个小时。较长的反应时间使选择性下降，副产物增多，产物后续分离难度增加。
目前，还没有文献中提到在微反应器中进行苯乙烯氧化的方法。
发明内容
本发明涉及一种在微通道反应器中苯乙烯氧化的方法，以特有的“心”型结构反应模块强化混合，缩短反应时间，提高反应效率；未反应苯乙烯回收后循环利用，苯乙烯利用率高。
本发明包括将苯乙烯、含有催化剂的双氧水溶液通过传输设备同时输送入微通道反应器中，在反应器中停留一段时间后得到苯乙烯、环氧苯乙烯、苯乙醛、苯甲醛、苯甲酸等化合物的混合物。
为达到以上目的，本发明通常采取的技术方案如下：
(1) 镍粉末催化剂与双氧水配成悬浊液，待用；
(2)采用两股进料方式，将苯乙烯和含有催化剂的双氧水悬浊液作为原料通过不同入口进入具有“心”型结构微通道反应器，反应温度控制30~90℃，苯乙烯与双氧水的摩尔比为1~10，物料停留时间在5~60s;
(3)收集反应混合物，过滤，催化剂套用；未反应苯乙烯回收后循环利用。
一般地，本发明的优选方案：
(1) 反应温度控制60~80℃；
(2)苯乙烯与双氧水的摩尔比为3~7；
(3)反应器内停留时间20~50s；
(4)悬浊液中粉末催化剂含5~9wt%。
本发明的有益效果：
1、本发明中，反应器为具有“心”型结构的反应模块，具有极好地混合效果，是含有催化剂的双氧水溶液和苯乙烯迅速混合；
2、本发明中，苯乙烯单程转化率大于10%，环氧苯乙烯选择性大于98%。
本发明方法混合效果好，停留时间短，反应选择性高，分离过程简化；苯乙烯循环使用，原料利用率高。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
实施例1
含镍粉末催化剂7wt%的双氧水悬浊液和苯乙烯分别从两个进料口通入反应模块，调节物料流速使苯乙烯/双氧水摩尔比为5，反应模块通过导热油加热系统控制反应温度为60℃，反应停留时间为50s。反应液过滤，滤液分去水后减压蒸馏回收未反应的苯乙烯，循环使用。
苯乙烯转化率15.24%，环氧苯乙烯选择性95.20%。
实施例2
含镍粉末催化剂7wt%的双氧水悬浊液和苯乙烯分别从两个进料口通入反应模块，调节物料流速使苯乙烯/双氧水摩尔比为5，反应模块通过导热油加热系统控制反应温度为70℃，反应停留时间为50s。反应液过滤，滤液分去水后减压蒸馏回收未反应的苯乙烯，循环使用。
苯乙烯转化率19.20%，环氧苯乙烯选择性93.20%。
实施例3
含镍粉末催化剂7wt%的双氧水悬浊液和苯乙烯分别从两个进料口通入反应模块，调节物料流速使苯乙烯/双氧水摩尔比为5，反应模块通过导热油加热系统控制反应温度为70℃，反应停留时间为40s。反应液过滤，滤液分去水后减压蒸馏回收未反应的苯乙烯，循环使用。
苯乙烯转化率17.10%，环氧苯乙烯选择性98.10%。
实施例4
含镍粉末催化剂7wt%的双氧水悬浊液和苯乙烯分别从两个进料口通入反应模块，调节物料流速使苯乙烯/双氧水摩尔比为5，反应模块通过导热油加热系统控制反应温度为70℃，反应停留时间为45s。反应液过滤，滤液分去水后减压蒸馏回收未反应的苯乙烯，循环使用。
苯乙烯转化率18.54%，环氧苯乙烯选择性98.25%。

Claims (7)

1.一种苯乙烯氧化方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在具有“心”型结构微通道反应器中进行苯乙烯氧化；
(2)配制含有催化剂的双氧水悬浊液，将粉末催化剂加入到双氧水溶液中，持续搅拌形成悬浊液；
(3)采用两股进料方式，将苯乙烯和含有催化剂的双氧水悬浊液作为原料通过不同入口进入微通道反应器，反应温度控制30~90℃，苯乙烯与双氧水的摩尔比为1~10，物料停留时间在5~60s；
(4)收集反应混合物，过滤，催化剂套用；
(5)未反应苯乙烯回收后循环利用。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于苯乙烯与双氧水的摩尔比为3~7。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于反应温度控制60~80℃。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于反应器内停留时间10~40s。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于粉末催化剂为含镍粉末催化剂。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述悬浊液中粉末催化剂含4~12wt%。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于所述悬浊液中粉末催化剂含5~9wt%。
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