DE69731363T2

DE69731363T2 - Verfahren zur Epoxid-Herstellung und Katalysator für die Verwendung darin

Info

Publication number: DE69731363T2
Application number: DE69731363T
Authority: DE
Inventors: Toshio Kobe-shi Hayashi; Masahiro Nishinomiya-shi Wada; Masatake Ikeda-shi Haruta
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: EP0850936B1; DE69731363D1; EP0850936A1; US5929258A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Epoxids (Alkylenoxids) über ein Alken unter Verwendung eines Alkans als Ausgangsmaterial, und bezieht sich auf einen Katalysator für die Verwendung in einem derartigen Herstellungsverfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als ein Verfahren zur industriellen Herstellung von Propylenoxid (einem Epoxid) wird das Chlorhydrin-Verfahren oder ein direktes Oxidationsverfahren, wie das Halcon-Verfahren oder das Peressigsäure-Verfahren verwendet. Die Nachteile dieser Verfahren bestehen jedoch darin, dass sie Nebenprodukte erzeugen und dass sie zweistufige Herstellungsprozesse sind. Als Alternativen wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid durch Kontakt-Sauerstoff-Oxidation (partielle Oxidation) von Propylen (einem Alken) vorgeschlagen. Diese Verfahren besitzen jedoch Leistungsprobleme, zum Beispiel, dass der verwendete Katalysator eine niedrige Selektivität für Propylenoxid besitzt. Dementsprechend wurden diese Verfahren in die industrielle Produktion nicht implementiert.
Wiederum offenbart das US-Patent Nr. 5,623,090 (das der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-127550/1996 entspricht) ein Verfahren der Verwendung eines Katalysators für eine Dampfphasen-Oxidationsreaktion, der Gold und Titanoxid (Titania) enthält, um ein Alken in Gegenwart von Wasserstoff zu sauerstoffoxidieren, und dadurch das entsprechende Epoxid zu erzeugen. Dieses Verfahren hat eine hohe (etwa 90%) Selektivität für das Epoxid, verwendet aber als Ausgangsmaterial ein Alken, das mehr kostet als ein Alkan.
Andererseits offenbaren die US-Patente Nr. 4,990,632 und 5,008,412 ein kontinuierliches Herstellungsverfahren, in dem Propan (ein Alken) dehydriert wird, um Propylen zu erzeugen, und das Propylen wird dann partiell oxidiert, um Propylenoxid zu erzeugen. In diesem Verfahren kann Propan, das billiger ist als Propylen, als Ausgangsmaterial verwendet werden. Ferner recycliert (verwendet wieder) dieses Verfahren nicht umgesetztes Propan und Propylen. Wieder offenbaren das US-Patent Nr. 4,609,502 (das der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-189256/1986 entspricht) und das US-Patent Nr. 4,849,537 (das der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-1449/1990 entspricht), zum Beispiel ein Verfahren zur Herstellung eines Alkens durch Dehydrierung eines Alkans. In diesen Verfahren wird dann das erzeugte Alkan partiell oxidiert (ammonoxidiert), um ein Nitril zu erzeugen.
In den in diesen zwei US-Patenten offenbarten Herstellungsverfahren, weil der Wasserstoff, den die Dehydrierung zusammen mit dem Propylen erzeugt, nicht verbraucht wird, verursacht das Recycling jedoch, dass er ansteigt in dem Reaktionssystem. Dementsprechend ist ein Merkmal dieser Verfahren, dass sie eine Gastrennungstechnik verwenden, die Druckwechseladsorption (PSA = pressure swing adsorption) genannt wird, um den Wasserstoff aus dem Reaktionssystem zu dispergieren oder zu eliminieren. Mit anderen Worten erschwert es die Komplexität des Recyclingprozesses von nicht umgesetztem Wasserstoff in diesen Herstellungsverfahren, sie als industriell vorteilhaft zu bezeichnen.
Aus diesen Gründen würde ein Herstellungsverfahren mit hoher Selektivität für ein Epoxid und ein vereinfachter Prozess zum Recycling von nicht umgesetztem Propan, usw., d. h. ein industriell vorteilhaftes Verfahren für eine kontinuierliche Herstellung eines Epoxids aus einem Alkan sehr begrüßt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein industriell vorteilhaftes Herstellungsverfahren für eine kontinuierliche Herstellung eines Epoxids aus einem Alkan bereitzustellen, und einen Katalysator für die Verwendung in einem derartigen Herstellungsverfahren bereitzustellen.
Der vorliegende Erfinder und Andere haben ein industriell vorteilhaftes Herstellungsverfahren für eine kontinuierliche Herstellung eines Epoxids aus einem Alkan genau erforscht. Als ein Ergebnis in einem Verfahren zur Herstellung eines Epoxids aus einem Alkan über (i) einen Dehydrierungsschritt, in dem ein Alkane enthaltendes Gas A dehydriert wurde, der somit ein Gas B erzeugt, das Alkene, Wasserstoff und nicht umgesetzte Alkane enthält, und (ii) einen Epoxidierungsschritt, in dem Sauerstoff, der in dem Schritt (i) erzeugte Wasserstoff und das Gas B in der Gegenwart eines Katalysators zur Reaktion gebracht wurden, der somit ein Epoxide enthaltendes Gas D erzeugt, wurde gefunden, dass die Verwendung eines Gold enthaltenden Katalysators in dem Epoxidierungsschritt eine einfache und effiziente Epoxidierung der Alkene ermöglichte, der die Selektivität von den Alkanen zu den Epoxiden verbesserte. Die Epoxide wurden dann von dem Gas D getrennt, das in dem Epoxidierungsschritt erzeugt wurde, was ein Gas E ergibt. Der Sauerstoff wurde durch Umsetzung von in dem Gas E enthaltenen Wasserstoff und Sauerstoff entfernt, was ein nicht umgesetzte Alkane enthaltendes Gas F ergibt. Es wurde gefunden, dass durch Zurückführen wenigstens eines Teils des Gases F zu dem Dehydrierungsschritt, ohne Entfernung des darin enthaltenen Wasserstoffs, Epoxide aus Alkanen auf eine industriell vorteilhafte Art und Weise kontinuierlich erzeugt werden können, ohne eine große Menge des Wasserstoffs aus dem Reaktionssystem zu trennen oder zu entfernen. Mit anderen Worten, es wurde gefunden, dass, weil in dem Dehydrierungsschritt erzeugter Wasserstoff in dem Epoxidierungsschritt verbraucht wurde, und weil zurückbleibender nicht umgesetzter Wasserstoff verwendet wurde, um Sauerstoff zu entfernen, war kein Schritt nötig, um den Wasserstoff aus dem Reaktionssystem zu trennen oder zu entfernen, was somit den Recyclingprozess der nicht umgesetzten Alkane, usw. vereinfacht, und das Verfahren in seiner Gesamtheit industriell vorteilhaft macht. Somit wurde die vorliegende Erfindung ausgeführt.
Mit anderen Worten, um die oben erwähnte Aufgabe zu erreichen, ist das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, in dem ein Epoxid aus einem Alken mittels (i) eines Dehydrierungsschrittes erzeugt wird, in dem ein Alkan enthaltendes Gas A dehydriert wird, der somit ein Gas B erzeugt, das ein Alken, Wasserstoff und nicht umgesetztes Alken enthält, und (ii) eines Epoxidierungsschrittes, in dem das Gas B mit Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt wird, der somit ein Epoxid enthaltendes Gas D erzeugt, und wird durch die Verwendung eines Gold enthaltenden Katalysators in dem Epoxidierungsschritt gekennzeichnet.
Ferner wird das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch (iii) die Trennung des Epoxids von in dem Epoxidierungsschritt erzeugten Gas D, die ein Gas E ergibt, (iv) die Entfernung von Sauerstoff durch die Umsetzung des in dem Gas E enthaltenen Wasserstoffs mit Sauerstoff, die ein Gas F ergibt, das nicht umgesetztes Alkan enthält, und (v) die Zurückführung von wenigstens einem Teil des Gases F zu dem Dehydrierungsschritt gekennzeichnet.
Das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ferner durch die Leistung der Dehydrierung unter den Bedingungen einer Temperatur von 400 bis 700°C und eines Drucks von 0,1 bis 5 bar gekennzeichnet.
Das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ferner durch die Leistung der Epoxidierung unter den Bedingungen einer Wasserstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Sauerstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Alkenkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Temperatur von 100 bis 350°C und eines Drucks von 0,1 bis 30 bar gekennzeichnet.
Der Epoxid erzeugende Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Katalysator zum Erzeugen eines Epoxids, der oben in dem Epoxidierungsschritt des Herstellungsverfahrens eines Epoxids verwendet wird, und wird dadurch gekennzeichnet, dass er Gold enthält.
Weil der oben in dem Epoxidierungsschritt verwendete Katalysator (der Epoxid erzeugende Katalysator) Gold enthält, besitzt er in Gegenwart von Wasserstoff eine überlegene Aktivität und Selektivität in der Epoxidierungsreaktion. Dementsprechend kann die Selektivität des Alkens für das Epoxid verbessert werden. Ferner kann, weil dieser Katalysator während der Epoxidierungsreaktion Wasserstoff verbraucht, in dem Dehydrierungsschritt erzeugter Wasserstoff wirkungsvoll verwendet werden. Noch nicht umgesetzt zurückbleibender Wasserstoff wird dann bei der Entfernung des Sauerstoffs verbraucht. Mit anderen Worten, der in dem Dehydrierungsschritt erzeugte Wasserstoff wird in dem Epoxidierungsschritt und dem Sauerstoffentfernungsschritt verbraucht. Sogar wenn wenigstens ein Teil des Gases F durch dessen Zurückführung zu dem Dehydrierungsschritt recycliert wird, ohne den darin enthaltenen Wasserstoff zu entfernen, wird sich dementsprechend der Wasserstoff in dem Reaktionssystem nicht anreichern. Als Folge ist in dem obigen Verfahren ein Schritt zum Trennen oder Entfernen einer großen Menge von Wasserstoff aus dem Reaktionssystem nicht erforderlich, und der Recyclingprozess von nicht umgesetztem Alkan, usw., kann vereinfacht werden, der das Verfahren in seiner Gesamtheit ökonomischer und industriell vorteilhaft macht. Das ermöglicht es einem Epoxid, aus einem Alkan und bei einer verhältnismäßig hohen Ausbeute kontinuierlich erzeugt zu werden.
Andere Aufgaben, Merkmale und Stärken der vorliegenden Erfindung werden unten durch die Beschreibung deutlich gemacht. Zusätzlich werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung aus den folgenden Erklärungen unter Bezug zu den angefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Prozess eines Herstellungsverfahrens eines Epoxids gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Prozess eines Herstellungsverfahrens eines Epoxids gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Herstellungsanlage zeigt, die für eine Implementierung des in der 1 gezeigten Prozesses geeignet ist.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Herstellungsanlage zeigt, die für eine Implementierung des in der 2 gezeigten Prozesses geeignet ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, in dem ein Epoxid aus einem Alkan erzeugt wird mittels (i) eines Dehydrierungsschrittes, in dem ein Alkan enthaltendes Gas A dehydriert wird, der somit ein Gas B erzeugt, das ein Alken, Wasserstoff und nicht umgesetztes Alkan enthält, und (ii) eines Epoxidierungsschrittes, in dem das Gas B mit Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt wird, worin in dem Epoxidierungsschritt ein Gold enthaltender Katalysator verwendet wird. Ferner ist es ein bevorzugtes Verfahren, in dem (iii) das Epoxid von einem in dem Epoxidierungsschritt erzeugten Gas D getrennt wird, das somit ein Gas E ergibt, (iv) Sauerstoff durch die Umsetzung des in dem Gas E enthaltenen Wasserstoffs mit Sauerstoff entfernt wird, das somit ein nicht umgesetztes Alkan enthaltendes Gas F ergibt, und (v) wenigstens ein Teil des Gases F zu dem Dehydrierungsschritt zurückgeführt wird.
Das Folgende erläutert eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 1 bis 4.
Wie in der 1 gezeigt ist, schließt das Epoxid-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schritte ein von (i) einem Dehydrierungsschritt 1, in dem ein Alkan enthaltendes Gas A dehydriert wird, der somit ein Gas B erzeugt, das ein Alken und Wasserstoff enthält; (ii) einem Epoxidierungsschritt 2, in dem das Gas B durch die Verwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases C in Gegenwart eines Gold enthaltenden Katalysators (Katalysator für die Verwendung in der Epoxidherstellung) epoxidiert wird, der somit ein Gas D erzeugt, das ein Epoxid und nicht umgesetzten Wasserstoff und Sauerstoff enthält; (iii) einem Trennungsschritt 3, in dem das Epoxid von dem Gas D getrennt wird; und (iv) einem Sauerstoff-Entfernungsschritt 4, in dem der Sauerstoff aus einem Gas E entfernt wird, das in dem Trennungsschritt 3 durch Umsetzung des in dem Gas E enthaltenen Wasserstoffs und Sauerstoffs erzeugt wurde; worin wenigstens ein Teil (gezeigt durch F₁ in der 1) eines in dem Sauerstoff-Entfernungsschritt 4 erzeugten Gases F durch dessen Zurückführung zu dem Dehydrierungsschritt 1 ohne Entfernen des darin enthaltenen Wasserstoffs recycliert (wiederverwendet) wird. Mit anderen Worten, das Alkan wird in das Epoxid durch Reaktionen in zwei Stufen umgewandelt: Dehydrierung und Epoxidierung.
Das Alkan, das kontinuierlich zu dem Dehydrierungsschritt 1 als Ausgangsmaterial geliefert wird, ist nicht auf irgendein bestimmtes Alkan beschränkt, aber eine Verbindung mit aus 2 bis einschließlich 10 Kohlenstoffatomen sollte vorzugsweise verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung bedeutet "Alkan" eine Verbindung, in welcher der Kettenteil nur aus gesättigten Bindungen gebildet wird und keine ungesättigten Bindungen einschließt. Dementsprechend kann ein Alkan einen aromatischen Ring als Substituenten besitzen. Somit sind aromatische Kohlenwasserstoffe ohne ungesättigte Bindungen, mit Ausnahme derjenigen, die den aromatischen Ring bilden, in Betrachtung gezogene Alkane in der vorliegenden Erfindung.
Mit konkreten Begriffen können die verwendeten Alkane Ethan, Propan, n-Butan, Isobutan, n-Hexan, n-Octan, Cyclohexan, Ethylbenzol, Isopropylbenzol, usw. sein. Durch die Verwendung des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung können die den verwendeten Alkanen entsprechenden Epoxide erhalten werden, die für die obigen Beispiele Ethylenoxid, Propylenoxid, Epoxybutane, 1,2-Epoxy-2-methylpropan, Epoxyhexane, Epoxyoctane, Cyclohexenoxid, Styroloxid beziehungsweise 1,2-Epoxy-2-phenylpropan ergeben.
Das Alkan enthaltende Gas A ist nicht auf ein bestimmtes Gas beschränkt, sondern kann eine beliebige Mischung mit einer Alkankonzentration von 10 bis 100 Vol.-%, vorzugsweise von 20 bis 95 Vol.-% sein. Andere Gase als Alkane, die in dem Gas A enthalten sein können, sind nicht auf irgendwelche bestimmte Gase beschränkt, sondern können zum Beispiel Alkene und Wasserstoff oder Inertgase wie Stickstoff, Helium, Argon, Kohlendioxid, usw. einschließen. Konkrete Beispiele von Gasen, die für das Gas A verwendet werden können, schließen Destillate aus dem Petroleum-Reforming, durch verschiedene Reaktionen und Arbeitsgänge hergestellte Abfallgase, usw. ein.
Der in dem Dehydrierungsschritt 1 verwendete Katalysator, um das Alkan enthaltende Gas A (hiernach als der "Dehydrierungs-Katalysator" bezeichnet) zu dehydrieren, sollte vorzugsweise ein Katalysator sein, in dem ein Metalloxid, das aus einem Element wie Chrom, Eisen oder Molybdän oder ihren Mischungen gemacht ist, von einem Träger wie Alumina (Aluminiumoxid) getragen wird, oder in dem ein Edelmetall wie Platin von einem Träger wie Alumina (Aluminiumoxid) getragen wird. Der Dehydrierungs-Katalysator ist jedoch nicht auf einen derartigen bestimmten Katalysator beschränkt, und ein beliebiger typischerweise in der Dehydrierung verwendeter Katalysator kann verwendet werden. Wenn das Gas A mit dem Dehydrierungs-Katalysator in Kontakt gebracht wird, dann entwickelt sich eine Dehydrierungsreaktion, und ein Teil der in dem Gas A enthaltenen Alkane wird in Alkene und Wasserstoff umgewandelt. Alkane und Alkene mit niedrigeren Kohlenstoffzahlen als die als Ausgangsmaterial verwendeten Alkane (zum Beispiel Methan, usw.) werden ferner als Nebenprodukte erzeugt. Mit anderen Worten, die Dehydrierung des Gases A erzeugt das Gas B, das Alkene, Wasserstoff, Nebenprodukte und nicht umgesetzte Alkane enthält. Das Gas B wird kontinuierlich zu dem Epoxidierungsschritt 2 geliefert.
Die Dehydrierung ist eine endotherme Reaktion. Die Reaktionsbedingungen der Dehydrierungsreaktion können gemäß der Zusammensetzung und der Menge des gelieferten Gases A, dem Typ und der Menge des verwendeten Dehydrierungs-Katalysators, der Kombination des Gases A und des Dehydrierungs-Katalysators, usw. gesetzt werden, und sind nicht auf irgendwelche bestimmte Bedingungen beschränkt, aber es ist vorzuziehen, dass sich die Dehydrierungsreaktion im Gleichgewicht befindet, und dass die Reaktionstemperatur innerhalb eines Bereichs von 400 bis 700°C ist, um die Dehydrierungsreaktion einfach zu steuern, am meisten bei etwa 600°C bevorzugt. Ferner ist ein Reaktionsdruck innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 5 bar vorzuziehen. Die Form der Dehydrierung kann ein beliebiges Festbett, Fließbett oder eine Wirbelschicht sein.
Der in dem Epoxidierungsschritt 2 verwendete Katalysator, um das Gas B zu epoxidieren (hiernach als der "Epoxidierungs-Katalysator" bezeichnet), muss Gold enthalten, ist aber ansonsten nicht auf irgendeinen bestimmten Katalysator beschränkt. Ein Katalysator, der ultrafeine Goldteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 10 nm oder weniger enthält, und ein Metalloxid, das Titan (wie Titania) enthält, ist jedoch vorzuziehen. Ein Epoxidierungs-Katalysator, der ultrafeine Goldteilchen enthält, und ein Metalloxid können zum Beispiel hergestellt werden, indem man das Metalloxid dazu bringt, die ultrafeinen Goldteilchen zu tragen. Ein derartiger Epoxidierungs-Katalysator besitzt eine außerordentlich gute Aktivität und Selektivität. Wenn der mittlere Durchmesser der Goldteilchen mehr als 10 nm beträgt, dann besitzt der Epoxidierungs-Katalysator eher eine geringere Aktivität als wenn ihr Durchmesser 10 nm oder weniger beträgt. Ferner gibt es keine bestimmte Beschränkung der Durchmesserverteilung der Goldteilchen, aber eine verhältnismäßig enge Verteilung ist vorzuziehen.
Weil der Epoxidierungs-Katalysator Gold (vorzugsweise ultrafeine Goldteilchen und ein Metalloxid) enthält, besitzt er eine überlegene Aktivität und Selektivität in der Epoxidierungsreaktion in Gegenwart von Wasserstoff. In diesem Epoxidierungs-Katalysator kann wegen dem synergistischen Effekt zwischen den ultrafeinen Goldteilchen und dem Metalloxid, d. h. weil diese Komponenten ihre Effekte individuell und synergistisch zur Geltung bringen, das Alken einfach und effizient epoxidiert werden. Weil der Epoxidierungs-Katalysator eine überlegene Selektivität besitzt, kann ferner die Erzeugung von Nebenprodukten auf einem niedrigeren Niveau als in typischen Katalysatoren gehalten werden, die herkömmlich in der Epoxidierung verwendet werden. Dementsprechend kann der Epoxidierungs-Katalysator die Selektivität von dem Alkan zu dem Epoxid verbessern.
Das Gas C, das kontinuierlich zu dem Epoxidierungsschritt 2 geliefert wird, muss Sauerstoff enthalten, ist aber ansonsten nicht auf irgendein bestimmtes Gas beschränkt. Es ist ausreichend, wenn die gelieferte Sauerstoffmenge gleich der oder größer als die für die Epoxidierung des Alkens in dem Gas B erforderliche Menge ist. Ein großer Überschuss an Sauerstoff ist nicht vorzuziehen, weil es die Aktivität und Selektivität des Epoxidierungs-Katalysators nicht merklich verbessert, macht aber die Arbeitsgänge in dem Sauerstoff-Eliminierungsschritt 4 beschwerlich.
Das Gas C kann gegebenenfalls Gase enthalten, die gegenüber einer Epoxidierung und den anderen Reaktionen der vorliegenden Erfindung inert sind, wie Stickstoff, Helium, Argon und Kohlendioxid. Mit anderen Worten, der Sauerstoff kann gegebenenfalls mit Inertgasen verdünnt werden. Ferner kann Luft als das Gas C verwendet werden.
Indem das Gas B mit dem Epoxidierungs-Katalysator in Gegenwart des Gases C in Kontakt gebracht wird, d. h. indem eine Mischung der Gase B und C mit dem Epoxidierungs-Katalysator in Kontakt gebracht wird, entwickelt sich eine Epoxidierungsreaktion, und ein Teil der in dem Gas B enthaltenen Alkene wird in Epoxide umgewandelt. Weil der in dem Dehydrierungsschritt 1 erzeugte Wasserstoff von dem Epoxidierungs-Katalysator in der Epoxidierungsreaktion verbraucht wird, kann der Wasserstoff effektiv verwendet werden. Die erzeugten Nebenprodukte sind Aldehyde und Ketone oder Wasser (Wasserdampf), Kohlendioxid, usw. Mit anderen Worten, das Epoxidieren des Gases B erzeugt ein Gas D, das Epoxide, Nebenprodukte, nicht umgesetzte Alkane und Alkene, Wasserstoff und Sauerstoff enthält. Das Gas D wird kontinuierlich zu dem Trennungsschritt 3 geliefert. Im Übrigen wird das Meiste des Wasserstoffs und Sauerstoffs in der Epoxidierungsreaktion unter Verwendung des Epoxidierungs-Katalysators verbraucht, aber etwas Wasserstoff und Sauerstoff verbleiben als nicht umgesetzte Substanzen in dem Gas D. In Fällen, worin das Gas C Inertgase enthält, enthält ferner das Gas D auch diese Inertgase.
Die Reaktionsbedingungen der Epoxidierungsreaktion können gemäß der Zusammensetzung und der Menge der gelieferten Gase B und C, dem Typ und der Menge des verwendeten Epoxidierungs-Katalysators, der Kombination der Gase B und C und des Epoxidierungs-Katalysators, usw. gesetzt werden, und sind nicht auf irgendwelche bestimmte Bedingungen beschränkt, aber, damit wenigstens die Alkane, Alkene und Epoxide in einem gasförmigen Zustand verbleiben, sollte die Reaktionstemperatur bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 100 bis 350°C sein, weiter bevorzugt zwischen 120 und 280°C. Ferner sollte der Reaktionsdruck bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 30 bar sein. In der Mischung der Gase B und C sind eine Wasserstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, eine Sauerstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-% und eine Alkenkonzentration von 2 bis 40 Vol.-% vorzuziehen. Im Übrigen wird die Summe dieser Wasserstoff-, Sauerstoff- und Alkenkonzentrationen 100 Vol.-% nicht überschreiten. Die Form der Epoxidierung kann ein beliebiges Festbett, Fließbett oder eine Wirbelschicht sein.
Das Trennungsverfahren der Epoxide von dem Gas D in dem Trennungsschritt 3 ist nicht auf irgendein bestimmtes Verfahren beschränkt, aber ein geeignetes Verfahren ist ein Verfahren, in dem zum Beispiel ein organisches Lösungsmittel, Wasser, usw. und das Gas D durch einen Vermischungsarbeitsgang wie das Gegenstromverfahren in ausreichenden Gas-Flüssig-Kontakt gebracht werden, das dadurch die Epoxide dazu veranlasst, dass sie in dem organischen Lösungsmittel, Wasser, usw. gelöst (absorbiert) werden. Das verwendete organische Lösungsmittel ist nicht auf irgendein bestimmtes organisches Lösungsmittel beschränkt, kann aber eine beliebige Verbindung sein, die in der Lage ist, die Epoxide zu lösen, aber eine geringe Aktivität bezüglich der Epoxide und eine niedrige Auflösung bezüglich der nicht umgesetzten Alkane, Alkene, usw. besitzt. Ferner kann das Wasser eine wässrige Lösung sein, in der das Alkylendiol, usw. gelöst ist. Die Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt der Trennung des Epoxids können gemäß der Zusammensetzung und der Menge des gelieferten Gases D, dem Typ und der Menge des verwendeten organischen Lösungsmittels, Wassers, usw. (hiernach einfach als "Lösungsmittel" bezeichnet), der Kombination des Gases D und des Lösungsmittels, usw. gesetzt werden, und sind nicht auf irgendwelche bestimmte Bedingungen beschränkt, aber die Bedingungen sind vorzuziehen, die es wenigstens den Alkanen und Alkenen gestatten, in einem gasförmigen Zustand zu verbleiben. In dem Trennungsschritt 3 werden ferner Nebenprodukte wie Aldehyde und Ketone und ein Teil des Wassers von dem Reaktionssystem getrennt.
Das Epoxid enthaltende Lösungsmittel G wird zu dem Reinigungsschritt 5 geliefert. In dem Reinigungsschritt 5 wird das in dem Lösungsmittel G enthaltene Epoxid zum Beispiel durch einen Arbeitsgang wie Destillation getrennt und wiedergewonnen. Dann wird nach Bedarf das wiedergewonnene Epoxid mit Hilfe eines Arbeitsgangs wie Destillation (Rektifikation) gereinigt. Auf diese Art und Weise kann ein Epoxid hoher Reinheit erhalten werden. Das Verfahren der Destillation ist nicht auf irgendein bestimmtes Verfahren beschränkt und kann kontinuierlich oder wiederholend sein. Ferner kann das Lösungsmittel, von dem das Epoxid getrennt worden ist, durch dessen Zurückführung zu dem Trennungsschritt 3 recycliert werden.
Das Gas E, von dem das Epoxid in dem Trennungsschritt 3 getrennt worden ist, wird kontinuierlich zu dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 geliefert. Mit anderen Worten, in dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 wird der Sauerstoff (d. h. das Sauerstoffgas) von dem Gas E getrennt, das Nebenprodukte, nicht umgesetzte Alkane und Alkene, Wasserstoff und Sauerstoff enthält. Wenn Sauerstoff in dem Dehydrierungsschritt 1 vorhanden ist, dann wird die Effizienz der Dehydrierung des Gases A merklich verringert. Dementsprechend wird in dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 der Sauerstoff durch Umsetzung von in dem Gas E enthaltenem Sauerstoff und Wasserstoff entfernt. Wenn nötig, kann eine Menge von Wasserstoff, die erforderlich ist, um den Sauerstoff in dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 zu entfernen, dem Gas C und/oder dem Gas B zugegeben werden. Wenn das Gas E nicht genug Wasserstoff enthält, um den gesamten Sauerstoff zu entfernen, dann kann der verbleibende Sauerstoff durch dessen Umsetzung mit Nebenprodukten wie Methan oder mit Alken entfernt werden. Wiederum, wenn das Gas D Inertgase enthält, dann enthält das Gas E auch diese Inertgase.
Der in der Sauerstoffentfernungsreaktion verwendete Katalysator, um den Sauerstoff zu entfernen (hiernach als der "Oxidations-Katalysator" bezeichnet), ist nicht auf irgendeinen bestimmten Katalysator beschränkt, aber ein geeigneter Katalysator ist zum Beispiel ein Katalysator, der ein Edelmetall der Gruppe VIII wie Platin oder Palladium enthält, oder einer, der ultrafeine Goldteilchen mit einem Durchmesser von 10 nm oder weniger enthält. Indem das Gas E mit dem Oxidations-Katalysator in Kontakt gebracht wird, entwickelt sich eine Oxidationsreaktion, d. h. eine Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff, die Wasser (Wasserdampf) erzeugt. Alternativ entwickelt sich eine Reaktion (vollständige Oxidationsreaktion) zwischen Sauerstoff und Nebenprodukten (wie Methan) oder Alkenen, die Wasser (Wasserdampf) und Kohlendioxid erzeugt. Mit anderen Worten, der Sauerstoff wird aus dem Gas E entfernt.
Am Besten ist es, wenn der nicht umgesetzte Wasserstoff in dem Gas E vollständig in der Sauerstoffentfernungsreaktion verbraucht wird. Um den Sauerstoff vollständig zu verbrauchen, ist es jedoch von einem Standpunkt des Arbeitsgangs üblicherweise vorteilhafter, eine Menge an Wasserstoff zu verwenden, die die theoretisch benötigte Menge übersteigt. Dementsprechend kann in der gegenwärtigen Praxis eine kleine Menge an Wasserstoff in dem Gas F verbleiben. In diesem Fall, weil ein Teil oder das Meiste des Gases F durch dessen Zurückführung zu dem Dehydrierungsschritt 1 recycliert wird, wird der in dem Gas F verbleibende Wasserstoff zu dem Dehydrierungsschritt 1 geliefert. Weil die Dehydrierungsreaktion ein Gleichgewicht besitzt, wird jedoch eine kleine Menge von in dem Gas F verbleibenden Wasserstoff kein unüberwindbares Problem in dem Dehydrierungsschritt 1 verursachen.
Die Reaktionsbedingungen der Sauerstoffentfernungsreaktion können gemäß der Zusammensetzung und der Menge des gelieferten Gases E, dem Typ und der Menge des verwendeten Oxidations-Katalysators, der Kombination des Gases E und des Oxidations-Katalysators, usw. gesetzt werden, und sind nicht auf irgendwelche bestimmten Bedingungen beschränkt, aber die Bedingungen sind vorzuziehen, die es wenigstens den Alkanen und Alkenen gestatten, in einem gasförmigen Zustand zu verbleiben. Die Form der Sauerstoffentfernungsreaktion kann ein beliebiges Festbett, Fließbett oder eine Wirbelschicht sein. Mit Hilfe der Sauerstoffentfernungsreaktion wird das Gas F erzeugt, das nicht umgesetzte Alkane und Alkene und Nebenprodukte wie Kohlendioxid und Wasser enthält. Wenn das Gas E Inertgase enthält, dann enthält das Gas F auch diese Inertgase.
Das Gas F wird kontinuierlich zu dem Dehydrierungsschritt 1 zusammen mit neuen Alkanen zurückgeführt. Mit anderen Worten, durch das kontinuierliche Zurückführen des Gases F zu dem Dehydrierungsschritt 1 können die in dem Gas F enthaltenen nicht umgesetzten Alkane und Alkene recycliert werden. Dementsprechend ist das Gas A eine Mischung von Alkanen und wenigstens einem Teil des Gases F.
Die Gesamtheit des Gases F kann zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückgeführt werden, aber, um den Anstieg von Nebenprodukten und Inertgasen in dem Reaktionssystem zu vermeiden, ist es vorzuziehen, einen Teil (gezeigt durch F₂ in der 1) des Gases F aus dem Reaktionssystem abzulassen, d. h. abzuführen. Die Abführung des Gases F₂ kann kontinuierlich oder periodisch durchgeführt werden.
Die Menge des aus dem Reaktionssystem abgeführten Gases F, d. h. die Menge des Gases F₂ (hiernach die "abgeführte Menge"), kann gemäß der Zusammensetzung des Gases F, usw. gesetzt werden, und ist nicht auf irgendeine spezifische Menge beschränkt, aber es ist vorzuziehen, die abgeführte Menge auf ein solches Niveau zu setzen, dass die Nebenprodukte und Inertgase in dem Reaktionssystem nicht ansteigen und dass die Menge der zusammen mit den Nebenprodukten und Inertgasen abgeführten Alkane und Alkene so klein wie möglich ist. Die abgeführte Menge sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 10 Vol.-% der Gesamtmenge, weiter bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 5 Vol.-% der Gesamtmenge sein. Mit anderen Worten, von dem Gas F sollten 90 bis 99,9 Vol.-%, weiter bevorzugt 95 bis 99 Vol.-% zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückgeführt werden. Wenn die abgeführte Menge weniger als 0,1 Vol.-% ist, dann werden Nebenprodukte, Inertgase, usw. in dem Reaktionssystem wahrscheinlich ansteigen. Wiederum, wenn die abgeführte Menge mehr als 10 Vol.-% ist, dann wird die Menge der zusammen mit den Nebenprodukten, Inertgasen, usw. abgeführten Alkane und Alkene erhöht, was ökonomisch nachteilig ist.
Wenn Nebenprodukte (wie Methan) oder Alkene verwendet werden, um den Sauerstoff in dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 zu entfernen, dann wird das Gas F mehr Kohlendioxid enthalten als wenn Wasserstoff alleine verwendet wird, um den Sauerstoff zu entfernen. In diesem Fall ist es vorzuziehen, das Kohlendioxid aus dem Gas F zu entfernen.
Mit anderen Worten, wenn das Gas F einen verhältnismäßig hohen Kohlendioxidgehalt besitzt, dann ist es vorzuziehen, das Kohlendioxid durch Ausführen eines Kohlendioxidentfernungsschritts 6 während der Periode zwischen dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 und dem Dehydrierungsschritt 1 zu entfernen, wie in der 2 gezeigt ist. In diesem Fall wird das Gas F kontinuierlich zu dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 geliefert. Das Verfahren der Entfernung des Kohlendioxids in dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 ist nicht auf irgendein bestimmtes Verfahren beschränkt, aber ein geeignetes Verfahren ist ein Verfahren, in dem zum Beispiel eine wässrige Lösung eines Alkalimetallhydroxids wie Kaliumhydroxid und das Gas F in einen effizienten Gas-Flüssig-Kontakt durch einen Vermischungsarbeitsgang wie das Gegenstromverfahren gebracht werden, das dadurch das Alkalimetallhydroxid und das Kohlendioxid unter Erzeugung eines Alkalimetallcarbonats zur Reaktion bringt.
Die Betriebsbedingungen zum Zeitpunkt der Trennung des Sauerstoffs können gemäß der Zusammensetzung und Menge des gelieferten Gases F, dem Typ des Alkalimetallhydroxids, der Konzentration und Menge der verwendeten wässrigen Lösung, der Kombination des Gases F und des Alkalimetallhydroxids, usw. gesetzt werden, und sind nicht auf irgendwelche bestimmten Bedingungen beschränkt, aber die Bedingungen sind vorzuziehen, die es wenigstens den Alkanen und Alkenen gestatten, in einem gasförmigen Zustand zu verbleiben. In dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 kann das Kohlendioxid in dem Gas F vollständig entfernt werden, oder es kann genug entfernt werden, um die Kohlendioxidkonzentration des Gases F auf ein vorbestimmtes Niveau herunter zu bringen. Im Übrigen wird in dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 ein Teil des Wassers, das ein Nebenprodukt ist, aus dem Reaktionssystem entfernt.
Das Gas J, von dem das Kohlendioxid in dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 entfernt worden ist, wird kontinuierlich zu dem Dehydrierungsschritt 1 zusammen mit neuen Alkanen zurückgeführt. Mit anderen Worten, durch die kontinuierliche Zurückführung des Gases J zu dem Dehydrierungsschritt 1 können die in dem Gas J enthaltenen nicht umgesetzten Alkane und Alkene recycliert werden. Dementsprechend, wenn der Kohlendioxidentfernungsschritt 6 erfolgt ist, ist das Gas A eine Mischung von Alkanen und wenigstens einem Teil des Gases J.
Die Gesamtheit des Gases J kann zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückgeführt werden, aber, um den Anstieg von Nebenprodukten und Inertgasen in dem Reaktionssystem zu vermeiden, ist es vorzuziehen, einen Teil (gezeigt durch J₂ in der 2) des Gases J aus dem Reaktionssystem abzuführen, und den Rest (gezeigt durch J₁ in der 2) zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückzuführen. Die Abführung des Gases J₂ kann kontinuierlich oder periodisch durchgeführt werden.
Die abgeführte Menge des Gases J kann gemäß der Zusammensetzung des Gases J, usw. gesetzt werden, und ist nicht auf irgendeine spezifische Menge beschränkt, aber es ist vorzuziehen, die abgeführte Menge auf ein Niveau solches zu setzen, dass die Nebenprodukte und Inertgase in dem Reaktionssystem nicht ansteigen und dass die Menge der zusammen mit den Nebenprodukten und Inertgasen abgeführten Alkane und Alkene so klein wie möglich ist. Die abgeführte Menge sollte in einem Bereich von 0,1 bis 10 Vol.-% der Gesamtmenge, weiter bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 5 Vol.-% der Gesamtmenge sein. Mit anderen Worten, von dem Gas J sollten 90 bis 99,9 Vol.-%, weiter bevorzugt 95 bis 99 Vol.-% zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückgeführt werden. Wenn die abgeführte Menge weniger als 0,1 Vol.-% ist, dann werden Nebenprodukte, Inertgase, usw. in dem Reaktionssystem wahrscheinlich ansteigen. Wiederum, wenn die abgeführte Menge mehr als 10 Vol.-% ist, wird die Menge der zusammen mit den Nebenprodukten, Inertgasen, usw. abgeführten Alkane und Alkene erhöht, was ökonomisch nachteilig ist.
Nach der Trennung von dem Gas J wird die das Alkalimetallcarbonat enthaltende (auflösende) wässrige Lösung zum Beispiel erhitzt. Auf diese Weise wird das Alkalimetallcarbonat in ein Alkalimetallhydroxid und Kohlendioxid zersetzt. Mit anderen Worten, das Kohlendioxid wird durch Erhitzen der das Alkalimetallcarbonat enthaltenden wässrigen Lösung getrennt und wiedergewonnen. Das Verfahren der Trennung und Wiedergewinnung des Kohlendioxids ist nicht auf irgendein spezifisches Verfahren beschränkt und kann kontinuierlich oder periodisch sein. Die wässrige Lösung, von dem das Kohlendioxid getrennt worden ist, kann durch dessen Zurückführung zu dem Kohlendioxidentfernungsschritt 6 recycliert werden.
Wie oben diskutiert wurde, ist das Herstellungsverfahren eines Epoxids gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, das folgendes umfasst: einen Dehydrierungsschritt 1, in dem ein Alkan enthaltendes Gas A dehydriert wird, der somit ein Alken und Wasserstoff enthaltendes Gas B erzeugt; einen Epoxidierungsschritt 2, in dem das Gas B durch die Verwendung eines Sauerstoff enthaltenden Gases C in Gegenwart eines Epoxidierungs-Katalysators epoxidiert wird, der somit ein Epoxid und nicht umgesetzten Wasserstoff und Sauerstoff enthaltendes Gas D erzeugt; einen Trennungsschritt 3, in dem das Epoxid von dem Gas D getrennt wird, der somit ein Gas E ergibt; und einen Sauerstoffentfernungsschritt 4, in dem Sauerstoff durch Umsetzung des in dem Gas E enthaltenen Wasserstoffs und Sauerstoffs entfernt wird; worin wenigstens ein Teil des Gases F, von dem der Sauerstoff getrennt worden ist, zu dem Dehydrierungsschritt 1 zurückgeführt wird.
Weil der Epoxidierungs-Katalysator Gold enthält, besitzt er eine überlegene Aktivität und Selektivität. Dementsprechend kann die Selektivität des Alkens für das Epoxid verbessert werden. Weil der Epoxidierungs-Katalysator während der Epoxidierungsreaktion Wasserstoff verbraucht, kann ferner der in dem Dehydrierungsschritt 1 erzeugte Wasserstoff effektiv verwendet werden. Der noch nicht umgesetzt verbleibende Wasserstoff wird bei der Entfernung des Sauerstoffs in dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 verbraucht. Mit anderen Worten, der in dem Dehydrierungsschritt 1 erzeugte Wasserstoff wird in dem Epoxidierungsschritt 2 und dem Sauerstoffentfernungsschritt 4 verbraucht. Dementsprechend, sogar wenn wenigstens ein Teil des Gases F (Gas F₁) durch dessen kontinuierliches Zurückführen zu dem Dehydrierungsschritt 1 recycliert wird, wird der Wasserstoff in dem Reaktionssystem nicht ansteigen. Als eine Folge in diesem Verfahren wird ein Schritt zum Trennen oder Entfernen von Wasserstoff aus dem Reaktionssystem nicht benötigt, die somit den Prozess zum Recycling der nicht umgesetzten Akane, usw. vereinfacht, der das Verfahren als ein Ganzes ökonomischer und industriell vorteilhaft macht. Somit kann ein Epoxid aus einem Alkan und bei einer verhältnismäßig hohen Ausbeute kontinuierlich erzeugt werden.
Als Nächstes wird ein Beispiel einer der Implementierung einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung angepassten Herstellungsanlage unter Bezug auf die 3 erklärt. Die folgende Erklärung diskutiert ein Beispiel, in dem das Alkan Propan ist, d. h. in dem Propan als Ausgangsmaterial für die kontinuierliche Herstellung von Propylenoxid als das Epoxid verwendet wird.
Wie in der 3 gezeigt ist, wird diese Herstellungsanlage bereitgestellt mit einem Dehydrierungs-Reaktor 11, worin der Dehydrierungsschritt 1 ausgeführt wird, einem Epoxidierungs-Reaktor 12, worin der Epoxidierungsschritt 2 ausgeführt wird, einer Propylenoxid-Absorptionskolonne 13, worin der Trennungsschritt 3 ausgeführt wird, einem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14, worin der Sauerstoffentfernungsschritt 4 ausgeführt wird, und einer Propylenoxid-Destillationskolonne 15, worin der Reinigungsschritt 5 ausgeführt wird.
Der Dehydrierungs-Reaktor 11 ist zum Beispiel ein Festbettreaktor und bringt das Gas A mit dem Dehydrierungs-Katalysator in Kontakt. Das Innere des Dehydrierungs-Reaktors 11 ist mit dem Dehydrierungs-Katalysator bestückt. Ein Gas-A-Zuführungsrohr 21 ist mit dem oberen Teil des Dehydrierungs-Reaktors 11 verbunden. Das Gas-A-Zuführungsrohr 21 ist mit einem Propan-Zuführungsrohr 22, das kontinuierlich neues Propan zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 liefert, und mit einem Recyclingrohr 30a verbunden, das kontinuierlich das Gas F₁ zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 zurückführt. In dem Gas-A-Zuführungsrohr 21 ist nahe dem Dehydrierungs-Reaktor 11 ein Wärmetauscher (nicht gezeigt) bereitgestellt, der das Gas A erhitzt. Mit dem unteren Teil des Dehydrierungs-Reaktors 11 ist ein Gas-B-Zuführungsrohr 23 verbunden, das kontinuierlich das Gas B zu dem Epoxidierungs-Reaktor 12 liefert. An einer vorbestimmten Stelle in dem Gas-B-Zuführungsrohr 23 ist ein Wärmetauscher (nicht gezeigt) bereitgestellt, der das Gas B kühlt. Dementsprechend wird in dem Dehydrierungs-Reaktor 11 das Gas A in einem Abwärtsstrom durchgeschickt.
In dem Dehydrierungs-Reaktor 11 werden etwa 10 bis 60 Mol-% des Propans (abhängig von den Bedingungen der Dehydrierungsreaktion) in dem Gas A dehydriert, der es zu Propylen und Wasserstoff umsetzt und als Nebenprodukte Methan, Ethan, Ethylen, usw. erzeugt (hiernach bezeichnet als "niedrig siedende Komponenten"). Die Umsetzung des Propans in dem Dehydrierungs-Reaktor 11 beträgt von etwa 10 bis 60 Mol-%, und die Selektivität zu Propylen beträgt von 82 bis 98 Mol-%. Dementsprechend sind von 40 bis 90 Mol-% des Propans in dem Gas A in dem Gas B als nicht umgesetztes Propan enthalten.
Der Epoxidierungs-Reaktor 12 ist zum Beispiel ein Festbettreaktor und bringt die Mischung des Gases B und des Gases C mit dem Epoxidierungs-Katalysator in Kontakt. Das Innere des Epoxidierungs-Reaktors 12 ist mit dem Epoxidierungs-Katalysator bestückt. Das Gas-B-Zuführungsrohr 23 ist mit dem oberen Teil des Epoxidierungs-Reaktors 12 verbunden. Das Gas-B-Zuführungsrohr 23 ist ferner mit einem Gas-C-Zuführungsrohr 24, das kontinuierlich das Gas C zu dem Epoxidierungs-Reaktor 12 liefert, und mit einem Gas-N-Zuführungsrohr 40 verbunden, das ein Wasserstoff enthaltendes Gas N zu dem Epoxidierungs-Reaktor 12 nach Bedarf liefert. Mit dem unteren Teil des Epoxidierungs-Reaktors 12 ist ein Gas-D-Zuführungsrohr 25 verbunden, das kontinuierlich das Gas D zu der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 liefert. Dementsprechend wird in dem Epoxidierungs-Reaktor 12 das Gas B in einem Abwärtsstrom durchgeschickt. Die Ströme der Gase B, C und nach Bedarf N werden derart geregelt, dass der Epoxidierungs-Reaktor 12 für jedes Mol Propylen von 0,2 bis 20 mol Wasserstoff und von 0,2 bis 20 mol Sauerstoff enthält.
In dem Epoxidierungs-Reaktor 12 werden etwa 2 bis 50 Mol-% des Propylens (abhängig von den Bedingungen der Epoxidierungsreaktion) in dem Gas B epoxidiert, der es zu Propylenoxid umsetzt und als Nebenprodukte Kohlendioxid, Wasser, usw. erzeugt. Die Umsetzung des Propylens in dem Epoxidierungs-Reaktor 12 beträgt von etwa 2 bis 50 Mol-%, und die Selektivität zu Propylenoxid beträgt 80 Mol-% oder mehr. Dementsprechend sind 50 bis 98 Mol-% des Propylens in dem Gas B in dem Gas D als nicht umgesetztes Propylen enthalten.
Die Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ist eine Absorptionskolonne des Typs Gas-Flüssig-Kontakt und bringt das Gas D mit einem Lösungsmittel in einen Gas-Flüssig- Kontakt. Das Gas-D-Zuführungsrohr 25 ist mit der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 nahe dem Kolonnenboden verbunden. Mit dem unteren Teil der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ist ein Lösungsmittel-G-Zuführungsrohr 27 verbunden, das kontinuierlich ein das Propylenoxid enthaltende Lösungsmittel G zu der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 liefert. Des weiteren ist mit dem oberen Teil der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ein Gas-E-Zuführungsrohr 26 verbunden, das kontinuierlich das Gas E zu dem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 liefert. Nahe dem Oberteil der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ist ein Lösungsmittel-K-Zuführungsrohr 29 angeschlossen, das kontinuierlich zu der Propylenoxid-Absorptionskolonne ein Lösungsmittel K liefert, von dem das Roh-Propylenoxid in der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 getrennt worden ist. Dementsprechend werden in der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 das Gas D und das Lösungsmittel in einem Gegenstrom durchgeschickt.
Der Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 ist zum Beispiel ein Festbett-Reaktor und bringt das Gas E mit dem Oxidations-Katalysator in Kontakt. Das Innere des Sauerstoffentfernungs-Kessels 14 ist mit dem Oxidations-Katalysator bestückt. Mit dem oberen Teil des Sauerstoffentfernungs-Kessels 14 ist das Gas-E-Zuführungsrohr 26 verbunden. Mit dem unteren Teil des Sauerstoffentfernungs-Kessels 14 ist ein Gas-F-Ausführungsrohr 30 verbunden, das das Gas F aus dem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 ausführt. Das Gas-F-Ausführungsrohr 30 verzweigt sich in das Recycling-Rohr 30a und ein Abführungsrohr 30b, das das Gas F₂ abführt. Dementsprechend wird in dem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 das Gas E in einem Abwärtsstrom durchgeschickt.
Die Propylenoxid-Destillationskolonne 15 ist zum Beispiel eine kontinuierliche mehrstufige Destillationskolonne und trennt und gewinnt das Propylenoxid aus dem Lösungsmittel G kontinuierlich wieder. Das Lösungsmittel-G-Zuführungsrohr 27 ist mit der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 bei im Wesentlichen der Mittelstufe der Kolonne verbunden. Mit dem oberen Teil der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 ist ein Extraktionsrohr 28 verbunden, das kontinuierlich aus der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 das Roh-Propylenoxid in einem gasförmigen Zustand extrahiert. Mit dem unteren Teil der Propylenoxid-Kolonne 15 ist das Lösungsmittel-K-Zuführungsrohr 29 verbunden. An einer vorbestimmten Stelle in dem Extraktionsrohr 28 ist ein Kühler (nicht gezeigt) bereitgestellt, der das Roh- Propylenoxid kondensiert. Des weiteren ist das Extraktionsrohr 28 mit einer Reinigungs-Kolonne (nicht gezeigt) verbunden. In der Reinigungs-Kolonne werden das Propylenoxid und Verbindungen mit Siedepunkten nahe dem des Propylenoxids, wie Propionaldehyd und Aceton, kontinuierlich von dem Gas H getrennt.
In Fällen, worin das Gas F einen verhältnismäßig hohen Kohlendioxidgehalt besitzt, ist es vorzuziehen, wenn die oben erklärte Herstellungsanlage ferner mit einer Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 und einer Dispergier-Kolonne 17 bereitgestellt wird, die den Kohlendioxidentfernungsschritt 6 ausführen, wie in der 4 gezeigt ist.
Die Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ist eine Absorptionskolonne des Typs Gas-Flüssig-Kontakt und bringt das Gas F₂ in einen Gas-Flüssig-Kontakt mit einer wässrigen Lösung, die ein Alkalimetallhydroxid enthält. Nahe dem Boden der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ist das Abführungsrohr 30b angeschlossen, aus dem das Gas F₂ kontinuierlich geliefert wird. Mit dem unteren Teil der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ist ein Wässrige-Lösung-L-Zuführungsrohr 32 verbunden, das kontinuierlich zu der Dispergier-Kolonne 17 eine Alkalimetallkarbonat enthaltende wässrige Lösung L liefert. Des Weiteren ist mit dem oberen Teil der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ein Gas-J-Ausführungsrohr 31 verbunden, das das Gas J aus der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ausführt. Das Gas-J-Ausführungsrohr 31 verzweigt sich in ein Recycling-Rohr 31a, das kontinuierlich das Gas J₁ zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 zurückführt, und ein Abführungsrohr 31b, das das Gas J₂ abführt. Das Recycling-Rohr 31a ist mit dem Recycling-Rohr 30a verbunden und dementsprechend wird eine Mischung der Gase F₁ und J₁ kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 zurückgeführt. Nahe dem Oberteil der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 ist ein Wässrige-Lösung-M-Zuführungsrohr 34 angeschlossen, das kontinuierlich die wässrige Lösung M liefert. Dementsprechend werden in der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 das Gas F₂ und die wässrige Lösung in einem Gegenstrom durchgeschickt.
Durch das Erhitzen der wässrigen Lösung L zersetzt die Dispergier-Kolonne 17 kontinuierlich das Alkalimetallkarbonat in ein Alkalimetallhydroxid und Kohlendioxid. Nahe dem Oberteil der Dispergier-Kolonne 17 ist das Wässrige-Lösung-L-Zuführungsrohr 32 angeschlossen. Mit dem oberen Teil der Dispergier-Kolonne 17 ist ein Extraktionsrohr 33 verbunden, der kontinuierlich das Kohlendioxid extrahiert. Mit dem unteren Teil der Dispergier-Kolonne 17 ist das Wässrige-Lösung-M-Zuführungsrohr 34 verbunden.
Durch die Verwendung einer Herstellungsanlage mit der vorhergehenden Struktur kann Propylenoxid aus Propan und mit einer verhältnismäßig hohen Ausbeute kontinuierlich hergestellt werden. Im Übrigen kann die Herstellungsanlage eine Vielzahl von Dehydrierungs-Reaktoren 11 besitzen. In diesem Fall sind die Dehydrierungs-Reaktoren 11 parallel verbunden. Die Herstellungsanlage kann ferner eine Vielzahl von Epoxidierungs-Reaktoren 12 besitzen. In diesem Fall sind die Epoxidierungs-Reaktoren 12 parallel verbunden.
Als Nächstes werden die spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter erklärt, aber diese Ausführungsformen sollen die vorliegende Erfindung nicht in irgendeiner Art und Weise beschränken.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
In dieser Ausführungsform die Entfernung von Sauerstoff in dem Sauerstoffentfernungsschritt wurde tatsächlich mittels einer Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff allein ausgeführt, und, um den Anstieg von Nebenprodukten, usw., wie Kohlendioxid zu verhindern, wurde ein Teil des Recycling-Gases abgeführt. Mit anderen Worten, das Propylenoxid wurde kontinuierlich aus Propan unter Verwendung der in der 3 gezeigten Herstellungsanlage erzeugt.
Der zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 über das Propan-Zuführungsrohr 22 gelieferte Propanstrom wurde auf 52,8 mol/h gesetzt. Nach dem Erhitzen des Gases A (eine Mischung aus Propan und dem Gas F₁) mittels eines Wärmetauschers, wurde es kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 geliefert. Der Strom des Gases A betrug 1292 mol/h und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 18,6% Propan; 16,9% Propylen; 6,6% Kohlendioxid; 2,2% niedrig siedende Komponenten; 2,0% Wasser; 0,4% Wasserstoff und 53,4% Stickstoff (Inertgas).
Ein Chrom-Aluminium-Katalysator wurde für den Dehydrierungs-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Dehydrierungs-Reaktor 11 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 600°C und einem Reaktionsdruck von 1,0 bar betrieben. Die Analyse des Gases B erbrachte, dass die Umsetzung des Propans 17% und dass die Selektivität zu Propylen 97% betrug.
Nach dem Abkühlen des Gases B mit einem Wärmetauscher, wurden Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff mit dem Gas B vermischt, und diese Mischung wurde kontinuierlich zu dem Epoxidierungs-Reaktor 12 geliefert. Spezifisch wurde der Epoxidierungs-Reaktor 12 mit Wasserstoff über das Gas-N-Zuführungsrohr 40, usw., bei einem Strom von 29,3 mol/h, und mit Sauerstoff und Stickstoff über das Gas-C-Zuführungsrohr 24, usw., bei Strömen von 55 mol/h beziehungsweise 44 mol/h beliefert.
Ein Katalysator aus von Titan-Silika getragenen ultrafeinen Goldteilchen wurde für den Epoxidierungs-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Epoxidierungs-Reaktor 12 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 200°C und einem Reaktionsdruck von 5,0 bar betrieben. Der Strom des Gases D betrug 1430 mol/h und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 13,9% Propan; 16,2% Propylen; 1,7% Propylenoxid; 6,3% Kohlendioxid; 2,1% niedrig siedende Komponenten; 5,2% Wasser; 2,2% Wasserstoff; 0,9% Sauerstoff und 51,3% Stickstoff. Dementsprechend betrug die Umsetzung des Propylens 10% und die Selektivität zu Propylenoxid 93%.
Das Gas D wurde kontinuierlich zu der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ohne Druckverminderung geliefert. Dann wurde die Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 bei einer Temperatur von 40°C, einem Druck von 5 bar und mit einem wässrigen (Lösungsmittel K) Strom von in etwa 800 mol/h betrieben. Die wässrige Lösung (Lösungsmittel G), die kontinuierlich zu der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 über das Lösungsmittel-G-Zuführungsrohr 27 geliefert wurde, enthielt 24,2 mol/h Propylenoxid. Dieses Propylenoxid konnte kontinuierlich in der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 getrennt werden.
Der Strom des Gases E betrug 1332 mol/h und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 15,0% Propan; 17,4% Propylen; 0,0% Propylenoxid; 6,8% Kohlendioxid; 2,2% niedrig siedende Komponenten; 2,4% Wasserstoff; 1,0% Sauerstoff und 55,1% Stickstoff. Das Gas E wurde kontinuierlich zu dem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 geliefert.
Ein von Alumina getragener Platin-Katalysator wurde für den Oxidations-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 180°C betrieben. Die Analyse des Gases F ergab, dass es keinen Sauerstoff enthielt, aber es enthielt Kohlendioxid (6,9 Vol.-%) und niedrig siedende Komponenten (2,3 Vol.-%) und Wasserstoff (0,4 Vol.-%), usw. Das Gas F wurde in F₁ und F₂ aufgeteilt, so dass das Verhältnis zwischen ihren Volumina (Gas F₁ : Gas F₂) 94 : 6 betrug, und das Gas F₁ wurde kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 geliefert, während das Gas F₂ abgeführt wurde.
Durch Ausführen der obigen Verfahrensschritte konnten nicht umgesetztes Propan und Propylen ohne den Anstieg von Nebenprodukten, usw., wie Kohlendioxid und niedrig siedende Komponenten in dem Reaktionssystem recycliert werden. Als Folge konnte Propylenoxid aus Propan kontinuierlich erzeugt werden.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
In dieser Ausführungsform wurde die Entfernung des Sauerstoffs in dem Sauerstoffentfernungsschritt mittels einer Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff und einer Reaktion zwischen niedrig siedenden Komponenten und Sauerstoff ausgeführt, und, um den Anstieg von Nebenprodukten, usw., wie Kohlendioxid zu verhindern, wurden ein Kohlendioxidentfernungsschritt und eine Abführung ausgeführt. Mit anderen Worten, Propylenoxid wurde aus Propan unter Verwendung der in der 4 gezeigten Herstellungsanlage kontinuierlich erzeugt.
Der zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 gelieferte Propanstrom wurde auf 36,8 mol/h gesetzt. Nach dem Erhitzen des Gases A (eine Mischung des Propans und der Gase F₁ und J₁) mittels eines Wärmetauschers, wurde es kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 geliefert. Der Strom des Gases A betrug 981 mol/h, und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 18,3% Propan; 25,2% Propylen; 4,2% Kohlendioxid; 5,1% niedrig siedende Komponenten; 1,3% Wasser; 0,0% Wasserstoff und 45,9% Stickstoff.
Ein von Alumina getragener Platin/Zinn-Katalysator wurde für den Dehydrierungs-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Dehydrierungs-Reaktor 11 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 600°C und einem Reaktionsdruck von 0,8 bar betrieben. Die Analyse des Gases B ergab, dass die Umsetzung des Propans 18% und dass die Selektivität zu Propylen 96% betrug.
Nach dem Abkühlen des Gases B mit einem Wärmetauscher, wurden Sauerstoff und Stickstoff mit dem Gas B vermischt, und diese Mischung wurde kontinuierlich zu dem Epoxidierungs-Reaktor 12 geliefert. Spezifisch wurde der Epoxidierungs-Reaktor 12 mit Sauerstoff und Stickstoff über das Gas-C-Zuführungsrohr 24, usw., bei Strömen von 50 mol/h beziehungsweise 14 mol/h beliefert.
Ein Katalysator aus von Titan-Silika getragenen ultrafeinen Goldteilchen wurde für den Epoxidierungs-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Epoxidierungs-Reaktor 12 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 200°C und einem Reaktionsdruck von 5 bar betrieben. Der Strom des Gases D betrug 1057 mol/h und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 14,0% Propan; 24,5% Propylen; 1,7% Propylenoxid; 4,3% Kohlendioxid; 4,9% niedrig siedende Komponenten; 4,2% Wasser; 0,5% Wasserstoff; 2,0% Sauerstoff und 43,9% Stickstoff. Dementsprechend betrug die Umsetzung des Propylens 7% und die Selektivität zu Propylenoxid 92%.
Das Gas D wurde kontinuierlich zu der Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 ohne Druckverminderung geliefert. Dann wurde die Propylenoxid-Absorptionskolonne 13 bei einer Temperatur von 40°C, einem Druck von 5 bar und mit einem Wasserstrom von in etwa 800 mol/h betrieben. Die wässrige Lösung, die kontinuierlich zu der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 über das Lösungsmittel-G-Zuführungsrohr 27 geliefert wurde, enthielt 18,1 mol/h Propylenoxid. Dieses Propylenoxid konnte in der Propylenoxid-Destillationskolonne 15 kontinuierlich getrennt werden.
Der Strom des Gases E betrug 995 mol/h und dessen Volumen-Zusammensetzung war: 14,8% Propan; 26,0% Propylen; 0,0% Propylenoxid; 4,6% Kohlendioxid; 5,2% niedrig siedende Komponenten; 0,6% Wasserstoff; 2,1% Sauerstoff und 46,6% Stickstoff. Das Gas E wurde kontinuierlich zu dem Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 geliefert.
Ein von Alumina getragener Platin-Katalysator wurde für den Oxidations-Katalysator verwendet. Der mit diesem Katalysator bestückte Sauerstoffentfernungs-Kessel 14 wurde bei einer Reaktionstemperatur von 220°C betrieben. Die Analyse des Gases F ergab, dass es weder Sauerstoff noch Wasserstoff enthielt, aber es enthielt Kohlendioxid (5,8 Vol.-%), niedrig siedende Komponenten (5,2 Vol.-%), usw. Des weiteren wurde gefunden, dass Wasserstoff, Propylen und niedrig siedende Komponenten, wie Ethyl bei der Entfernung des Sauerstoffs verbraucht wurden. Das Gas F wurde in F₁ und F₂ aufgeteilt, so dass das Verhältnis zwischen ihren Volumina (Gas F₁ : Gas F₂) 70 : 30 betrug, und das Gas F₁ wurde kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 geliefert, während das Gas F₂ kontinuierlich zu der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 geliefert wurde.
Das Gas J, aus dem das Kohlendioxid in der Kohlendioxid-Absorptionskolonne 16 entfernt wurde, wurde dann in J₁ und J₂ aufgeteilt, so dass das Verhältnis zwischen ihren Volumina (Gas J₁ : Gas J₂) 90 : 10 betrug, und das Gas J₁ wurde kontinuierlich zu dem Dehydrierungs-Reaktor 11 geliefert, während das Gas J₂ abgeführt wurde. Dementsprechend wurden 3 Vol.-% der Komponenten (ausgenommen Kohlendioxid) des Gases F als das Gas J₂ abgeführt. Mit anderen Worten, 97 Vol.-% der Komponenten des Gases F (ausgenommen Kohlendioxid) wurden als die Gase F₁ und J₁ recycliert.
Durch Ausführen der obigen Verfahrensschritte konnten nicht umgesetztes Propan und Propylen ohne den Anstieg von Nebenprodukten, usw., wie Wasserstoff, Kohlendioxid und niedrig siedende Komponenten in dem Reaktionssystem recycliert werden. Als Folge konnte Propylenoxid aus Propan kontinuierlich erzeugt werden.
Die konkreten Beispiele der Implementierung und die in den vorangegangenen detaillierten Erklärungen der vorliegenden Erfindung diskutierten Ausführungsformen dienen lediglich dazu, um die technischen Details der vorliegenden Erfindung darzustellen, die innerhalb der Grenzen von derart konkreten Beispielen nicht eng ausgelegt werden sollten, sondern eher in vielen Veränderungen angewendet werden können, ohne von der Natur der vorliegenden Erfindung und dem Schutzumfang der unten dargelegten Patentansprüche abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines Epoxids aus einem Alkan umfassend die folgenden Schritte: (i) Dehydrieren eines Gases A, das das Alkan enthält, um ein Gas B zu erzeugen, das ein Alken, Wasserstoff und nicht umgesetztes Alkan enthält; und (ii) Umsetzung von Sauerstoff und des Gases B, das den im Schritt (i) erzeugten Wasserstoff enthält, in der Gegenwart eines Katalysators, um das Epoxid zu erzeugen; worin der im Schritt (ii) verwendete Katalysator Gold enthält.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: der im Schritt (ii) verwendete Katalysator ultrafeine Goldteilchen und ein Metalloxid enthaltendes Titan enthält.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: das Gas A eine Alkankonzentration innerhalb eines Bereichs von 10 bis 100 Vol.-% enthält.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: das Alkan 2 bis 10 Kohlenstoffatome besitzt.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: das Alkan Propan ist.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: der Schritt (ii) unter den Bedingungen einer Wasserstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Sauerstoffkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Alkenkonzentration von 2 bis 40 Vol.-%, einer Temperatur von 100 bis 350°C und einem Druck von 0,1 bis 30 bar ausgeführt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: das Epoxid von einem Gas D getrennt wird, das im Schritt (ii) erzeugt wird, um ein Gas E zu ergeben; Sauerstoff und Wasserstoff, die im Gas E enthalten sind, zur Reaktion gebracht werden, um den Sauerstoff zu entfernen und ein nicht umgesetzte Alkane enthaltendes Gas F zu erzeugen; und wenigstens ein Teil des Gases F zum Schritt (i) zurückgeführt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 7, worin: 90 bis 99,9 Vol.-% des Gases F zum Schritt (i) zurückgeführt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 7, worin: ein Teil des Gases F gereinigt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 7, worin: Kohlendioxid aus dem Gas F entfernt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 7, worin: Kohlendioxid aus dem Gas F entfernt wird, um ein Gas J zu ergeben, wobei wenigstens ein Teil dessen zum Schritt (i) zurückgeführt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 11, worin: 90 bis 99,9 Vol.-% des Gases J zum Schritt (i) zurückgeführt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 11, worin: ein Teil des Gases J gereinigt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: der Schritt (i) unter den Bedingungen einer Temperatur von 400 bis 700°C und einem Druck von 0,1 bis 5 bar ausgeführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, worin es sich bei diesem Katalysator um Titan-Silica enthaltende ultrafeine Goldpartikel handelt.
Das Verfahren zur Herstellung eines Epoxids gemäß Anspruch 1, worin: des weiteren Wasserstoff mit dem Gas B in Schritt (ii) gemischt wird.