CN1324684A - 一种钛硅分子筛催化反应中催化剂的循环分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛硅分子筛催化反应中催化剂的循环分离方法,其特征是:将含有钛硅分子筛催化剂的反应物料用泵加入一定孔径的膜分离器,控制物料在膜分离器内的膜面流速,从膜分离器的渗透侧得到清液,膜分离器的出口得到截留液,截留液循环回料罐,渗透侧的清液即为不含催化剂的物料。定期用氮气或截留液对膜管进行反冲,控制一定的反冲时间间隔、反冲压力及持续时间。
Description
本发明涉及一种钛硅分子筛催化反应中催化剂的循环分离法。
钛硅分子筛是近年来发展起来的一种新型催化材料，对以双氧水参与的各种有机氧化反应具有独特的催化性能，产物选择性高，反应条件温和，环境友好，它可催化环己酮氨氧化制环己酮肟、烯烃的环氧化、烷烃的部分氧化、醇类的氧化以及芳烃环的羟基化等。但钛硅分子筛催化剂颗粒小，如常见的TS-1催化剂平均粒径一般只有0.2μm左右，回收过滤是一个难题。意大利埃尼公司采用的方法是先用喷雾成型工艺将小颗粒催化剂作成大颗粒的催化剂，再在反应器中安装不锈钢多孔挡板将催化剂截留分离。这种方法的缺点是催化剂在使用之前要先经喷雾成型作成大颗粒，加长了流程，且催化剂颗粒作大后，其强度降低，在强烈搅拌下，催化剂颗粒会慢慢被打碎，有可能穿过不锈钢挡板造成流失。也有采用沉降分离催化剂的方法，但该法所需的沉降分离设备大，且容易造成催化剂颗粒在分离后的物料中夹带，致使催化剂流失。
本发明的目的是提供一种钛硅分子筛催化反应中催化剂的循环分离方法。
本发明是这样实现的：将含有钛硅分子筛催化剂的有机物料用泵加入膜分离器，在膜分离器的渗透侧得到清液，在膜分离器的出口得到截留液，截留液循环回料罐，渗透侧的清液即为不含催化剂的物料，定期用氮气或渗透液对膜管进行反冲。对于平均粒径为0.2μm的钛硅分子筛催化剂，膜管孔径为0.01～1.0μm的，最好膜管孔径为0.05～0.2μm。物料在膜分离器内的膜面流速为1～8m/s，最好为2～4m/s。反冲时间间隔为1～300分钟，最好为10～120分钟，反冲压力控制在0.2～1.0Mpa，最好为0.4～0.6Mpa，反冲持续时间为0.1～10秒，最好为0.5～1秒。
本发明所用的膜分离器可以是各种有机膜或无机膜，一般采用无机陶瓷微滤膜。
图1为膜装置循环分离钛硅分子筛催化剂的工艺流程示意图。
详细的工艺步骤如说明书附图1所示：料罐1中的物料经阀2，用泵3经过阀4、流量计5打入膜分离器6，截留液进入膜分离器7，然后经循环管线8循环回料罐1。膜分离器6的渗透液经阀9与膜管7的渗透液经阀10会合后经流量计11进入清液罐12。定期用氮气或渗透液对两根膜管反冲，氮气经阀13、气体缓冲罐14、阀15及液体缓冲罐16进入两根膜管的渗透侧进行反冲。
本发明的积极效果在于可以实现钛硅分子筛催化剂与物料的完全分离并循环利用，能保证反应的连续稳定进行。我们发明的分离工艺是直接采用膜分离装置或与其它方法相结合，将含有钛硅分子筛催化剂的物料打入膜分离装置，从膜管出来的大量截留液进行循环，渗透出来的少量渗透液即成为产品。其特点在于循环过滤与反冲操作相结合，操作简单方便，周期长，分离效果好，经检测渗透液中不含催化剂颗粒，有效地解决了钛硅分子筛催化剂分离的难题。
实施例1．膜装置应用于钛硅分子筛催化环己酮氨氧化制环己酮肟反应中催化剂的过滤分离。将含有2kg环己酮肟、4.8kg叔丁醇、3.2kg水及0.25kg平均粒径为0.2μm的TS-1型钛硅分子筛催化剂的溶液(催化剂浓度为2.5wt％)装入料罐1中，保持物料温度为85℃，然后经过泵3、阀4及流量计5打入膜孔径为0.2μm的无机陶瓷微滤膜分离器6，截留液进入膜孔径为0.2μm的无机陶瓷微滤膜分离器7，然后再循环回料罐1，膜分离器6及7的渗透清液经流量计11进入清液罐12。物料在膜分离器内的膜面流速控制为2m/s，并控制膜分离器进出口压差不超过0.5Mpa。定期用氮气对两根膜管反冲，反冲时间间隔控制为1小时，每次反冲持续时间为0.5秒，反冲压力控制在0.45Mpa。氮气经气体缓冲罐14及液体缓冲罐16进入两根膜管的渗透侧进行反冲。经过检测渗透液，没有发现催化剂颗粒。
实施例2．膜装置应用于钛硅分子筛催化丙烯环氧化制环氧丙烷反应中催化剂的过滤分离。将含有3.2kg环氧丙烷、6kg甲醇、0.66kg水及0.09kg平均粒径为0.2μm的TS-1型钛硅分子筛催化剂的溶液(催化剂浓度为0.9wt％)，装入料罐1中，保持物料温度为40℃，然后经过泵3、阀4及流量计5打入膜孔径为0.05μm的无机陶瓷微滤膜分离器6，截留液进入膜孔径为0.05μm的无机陶瓷微滤膜分离器7，然后再循环回料罐1，膜分离器6及7的渗透清液经流量计11进入清液罐12。物料在膜分离器内的膜面流速控制为3m/s，并控制膜分离器进出口压差不超过0.5Mpa。定期用氮气对两根膜管反冲，反冲肘间间隔控制为30分钟，每次反冲持续时间为1秒，反冲压力控制在0.5Mpa。氮气经气体缓冲罐14及液体缓冲罐16进入两根膜管的渗透侧进行反冲。经过检测渗透液，没有发现催化剂颗粒。
Claims (4)
1．一种钛硅分子筛催化反应中催化剂的循环分离方法，其特征在于：将含有钛硅分子筛催化剂的反应物料用泵加入膜分离器，并控制物料在膜分离器中的膜面流速，从膜分离器的渗透侧得到清液，膜分离器的出口得到截留液，截留液循环回料罐，渗透侧的清液即为不含催化剂的物料，定期用氮气或截留液对膜管进行反冲。
2．权利要求1所述的方法，其特征在于分离含平均粒径为0.2μm的钛硅分子筛催化剂的反应物料，使用膜孔径为0.01～1.0μm的膜分离器，最好膜孔径为0.05～0.2μm的无机陶瓷微滤膜分离器。
3．权利要求1所述的方法，其特征在于物料在膜分离器内的膜面流速控制为1～8m/s，最好为2～4m/s。
4．权利要求1所述的方法，其特征在于反冲时间间隔控制为1～300分钟，最好为10～120分钟，反冲压力控制在0.2～1.0Mpa，最好为0.4～0.6Mpa，反冲持续时间为0.1～10秒，最好为0.5～1秒。
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