CN107353260A - 一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法 - Google Patents

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严文娟
金鑫
闫昊
冯翔
杨朝合
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
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    • C07D303/04—Compounds containing oxirane rings containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring oxygen atoms

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Abstract

本发明公开了一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法，具体步骤是：(1)、金属介孔催化剂、反应底物的摩尔比为1:1000至1:8000；(2)、操作温度为25‑80℃；(3)、操作压力为1‑50个大气压的乙烯；(4)、乙烯和过氧化氢的质量比为1:1000到1:200；(5)、金属在介孔材料载体上的负载量为0.1‑30wt％(质量负载量)；(6)、反应底物与催化剂的接触时间约为5‑50小时；(7)、工艺过程可以为间歇过程或连续过程；本发明采用近室温的催化方法制备环氧乙烷，能耗大大低于传统过程，同时所用催化材料不含任何贵金属成分，实现了环氧乙烷利用廉价催化剂在低温下的绿色合成，制备工艺简单、方便，制备效果好，工作效率高。

Description

一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法
技术领域
本发明涉及的是一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法。
背景技术
环氧乙烷是化学工业最为重要的化学基本原料之一，可用于我们日常生活中所有的工业溶剂、聚乙烯塑料等必需品。环氧乙烷制备的传统工艺涉及乙烯的气相氧化过程，该过程使用非常昂贵的银作为催化剂，在非常高的温度和氧气压力下进行。该过程具有非常低的安全性，同时副产物二氧化碳的排放量巨大，是全球第二大的二氧化碳排放过程。因此解决环氧乙烷生产过程中的能耗与污染至关重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法，具体步骤是：
(1)、金属介孔催化剂、反应底物的摩尔比为1:1000至1:8000；
(2)、操作温度为25-80℃；
(3)、操作压力为1-50个大气压的乙烯；
(4)、乙烯和过氧化氢的质量比为1:1000到1:200；
(5)、金属在介孔材料载体上的负载量为0.1-30wt％(质量负载量)；
(6)、反应底物与催化剂的接触时间约为1-50小时；
(7)、工艺过程可以为间歇过程或连续过程。
作为本发明的进一步改进，所述金属介孔催化剂含有Nb,Nd,W,Ce,Co,Cu,Ta,La等一种或者两种，催化剂的载体为MCM、SBA、KIT和TUD等介孔材料。
采用上述结构后，本发明的有益效果为：本发明采用近室温的催化方法制备环氧乙烷，能耗大大低于传统过程，同时所用催化材料不含任何贵金属成分，实现了环氧乙烷利用廉价催化剂在低温下的绿色合成，制备工艺简单、方便，制备效果好，工作效率高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：乙烯在KIT催化剂上的氧化反应
表1.乙烯在KIT催化剂上的氧化反应结果
参看表1：EO：环氧乙烷，EG：乙二醇；反应时间：24小时。
实施例2：乙烯在TUD催化剂上的氧化反应
表2.乙烯在TUD催化剂上的氧化反应结果
参看表2：EO：环氧乙烷，EG：乙二醇；反应时间：24小时。
实施例3：乙烯在SBA催化剂上的氧化反应
表3.乙烯在SBA催化剂上的氧化反应结果
参看表3：EO：环氧乙烷，EG：乙二醇；反应时间：24小时。
本具体实施方式采用近室温的催化方法制备环氧乙烷，能耗大大低于传统过程，同时所用催化材料不含任何贵金属成分，实现了环氧乙烷利用廉价催化剂在低温下的绿色合成，制备工艺简单、方便，制备效果好，工作效率高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法，其特征在于：具体步骤是：
(1)、金属介孔催化剂、反应底物的摩尔比为1:1000至1:8000；
(2)、操作温度为25-80℃；
(3)、操作压力为1-50个大气压的乙烯；
(4)、乙烯和过氧化氢的质量比为1:1000到1:200；
(5)、金属在介孔材料载体上的负载量为0.1-30wt％(质量负载量)；
(6)、反应底物与催化剂的接触时间约为1-50小时；
(7)、工艺过程可以为间歇过程或连续过程。
2.根据权利要求1所述的一种介孔材料催化液相乙烯环氧化的工艺方法，其特征在于：所述金属介孔催化剂含有Nb,Nd,W,Ce,Co,Cu,Ta,La等一种或者两种，催化剂的载体为MCM、SBA、KIT和TUD等介孔材料。
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