PL211692B1 - Sposób katalitycznego epoksydowania olefin - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Z opisu EP-A-100 119 znane jest, że propen moż e zostać przekształcony do tlenku propylenu za pomocą nadtlenku wodoru, z zastosowaniem zeolitu zawierającego tytan, jako katalizatora.

Nieprzereagowanego nadtlenku wodoru nie można w sposób ekonomiczny odzyskać z mieszaniny reakcyjnej z epoksydowania. Ponadto, nieprzereagowany nadtlenek wodoru powoduje konieczność przeprowadzenia dalszych działań i dalszych wydatków na obróbkę mieszaniny reakcyjnej. Epoksydowanie propenu prowadzi się więc korzystnie z nadmiarem propenu i do pełnego przereagowania nadtlenku wodoru. W celu uzyskania dużego stopnia konwersji nadtlenku wodoru korzystne jest stosowanie ciągłego, przepływowego układu reakcyjnego. Taki układ prowadzenia reakcji może zawierać jeden lub więcej ciągłych reaktorów przepływowych lub układ dwu lub więcej reaktorów z mieszaniem, połączonych w serię . Przykł adami mieszanych reaktorów przepł ywowych są reaktory zbiornikowe z mieszaniem, reaktory z obiegiem, reaktory ze złożem fluidalnym i reaktory ze złożem stałym z obiegiem fazy ciekłej.

Ponadto epoksydowanie olefin za pomocą nadtlenku, podobnie jak większość reakcji utleniania, jest reakcją silnie egzotermiczną. Tak więc, w celu zapewnienia wystarczającego usuwania ciepła tworzącego się w wyniku reakcji egzotermicznej, należy przedsięwziąć środki ostrożności dla kontrolowania reakcji. Problem ten jest szczególnie ostry w ciągłych układach przepływowych z zastosowaniem reaktorów ze złożem stałym. Ponadto konwersja i selektywność produktu w reakcji epoksydowania powodują, że wpływ skutecznej kontroli temperatury jest problemem najwyższej wagi.

Według licznych sposobów opisywanych w literaturze patentowej, przykładowo podanych w opisach EP-A 230 349, EP-A 568 336, EP-A 712 852, EP-A 757 045, JP-A 2-166636, WO 97/47613 i opisu patentowego USA 5,591,875, reakcję epoksydowania olefin za pomoc ą nadtlenku wodoru prowadzi się w zawiesinie zeolitu zawierającego tytan, jako katalizatora. Przy tym sposobie prowadzenia reakcji kontrola temperatury jest mniej trudna a stąd w tych dokumentach donoszono o szerokim zakresie odpowiednich temperatur reakcji od -20°C do 150°C, przy czym w przyk ładach stosowano temperatury między 0°C a 85°C.

W opisie patentowym EP-A 100 119, obok reakcji w zawiesinie katalizatora, ujawniono zastosowanie rurowego ciągłego reaktora przepływowego ze stałym złożem katalizatora, który zanurzony jest w kąpieli chłodzącej termostatowanej w zakresie temperatur 15°C do 20°C.

W przykł adzie 8 opisu WO 97/47614 opisana został a reakcja propenu z nadtlenkiem wodoru w reaktorze rurowym ze stałym złożem wyposażonym w płaszcz chłodzący. Temperaturę środka chłodzącego kontroluje się za pomocą termostatu tak, aby wynosiła ona w zakresie między 0°C - 5°C. Wydajność i selektywność produktu są wciąż niewystarczające dla zastosowań przemysłowych.

Na ile zgłaszającym było wiadome, wszystkie dokumenty ze stanu techniki, dotyczące epoksydowania olefin za pomocą nadtlenku wodoru w reaktorach rurowych ze złożem stałym, wyposażonych w urzą dzenia do chł odzenia, ujawniają tylko temperaturę ś rodka chł odzą cego bez podawania ż adnej informacji w odniesieniu do aktualnej temperatury panującej w reaktorze. Jak to wiadomo, na przykład z publikacji Walter Brotz i inni, Technische Chemie I, Weinheim, 1982, strona 283, w przypadku reakcji egzotermicznych, profil temperatury w przekroju reaktora rurowego układa się parabolicznie ze wzrostem temperatury od brzegów do środka reaktora. Ponadto temperatura może zmieniać się wzdłuż osi reaktora rurowego.

W opisie patentowym EP-A 659 473 opisano sposób epoksydowania, w którym ciekłą mieszaninę nadtlenku wodoru, rozpuszczalnika i propenu prowadzi się nad kolejnymi strefami reakcyjnymi ze stałym złożem, połączonymi w serie, przy opadowym systemie pracy. W reaktorze nie ma środków do kontroli temperatury, w celu usuwania ciepła powstającego w pojedynczych strefach reakcyjnych. Tak więc, każdą strefę reakcji można uważać za niezależny reaktor adiabatyczny. W każdej strefie reakcyjnej reakcję prowadzi się z częściowym stopniem konwersji, z każdej strefy reakcyjnej usuwa się ciekłą mieszaninę reakcyjną i przeprowadza do zewnętrznego wymiennika ciepła, w celu odzyskania ciepła reakcji i główną część fazy ciekłej zawraca się następnie do tej samej strefy reakcji a mniejszą część przesyła się do następnej strefy reakcji. Równocześnie gazowy propen wprowadza się razem z wsadem mieszaniny ciekłej i prowadzi się strumieniem równoległym do fazy ciekłej nad strefami reakcji ze złożem stałym i odciąga na końcu układu reakcyjnego obok ciekłej mieszaniny reakcyjnej w postaci strumienia gazów odlotowych zawierających tlen. Chociaż ten sposób prowadzenia reakcji umożliwia zwiększenie wydajności tlenku propylenu w stosunku do konwencjonalnych reaktorów rurowych bez kontroli temperatury opisanych w opisie EP-A 659 473, wymaga on jednak znacznych

PL 211 692 B1 kosztów dodatkowych ze względu na złożoność układu reakcyjnego wymaganego do realizacji tego sposobu.

Z opisu patentowego USA Nr 5 849 937 znany jest sposób epoksydowania propenu za pomocą wodoronadtlenków, szczególnie wodoronadtlenków organicznych. Mieszaninę reakcyjną wprowadza się do kaskady kolejno połączonych reaktorów ze złożem stałym w układzie opadowym w stosunku do każdego pojedynczego reaktora. Podobnie, jak dla wytycznych z opisu EP-A 659 473 w każdym z reaktorów prowadzi się tylko częściową konwersję a reaktory nie są wyposażone w środki do wymiany ciepła. Podobnie jak w opisie EP-A 659 473, ciepło reakcji jest usuwane przez przepuszczanie cieczy odpływającej z każdego reaktora przez wymiennik ciepła przed wprowadzeniem mieszaniny reakcyjnej do następnego reaktora ze złożem stałym w serii, przez co tworzy się złożony układ reakcyjny.

Wadami układów reakcyjnych omawianych w opisach patentowych EP-A 659 473 i USA 5 849 937 była złożoność a więc i zwiększone koszty inwestycyjne.

Z punktu widzenia znanego stanu techniki celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu epoksydowania olefin, który prowadzi do polepszonej konwersji i selektywności produktu w porównaniu do opisu WO 97/47614, który może być realizowany w konwencjonalnych układach reakcyjnych.

Cel ten został osiągnięty przez sposób katalitycznego epoksydowania olefin za pomocą nadtlenku wodoru w ciągłym układzie reakcji przepływowej, w którym mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez stałe złoże katalizatora, przy czym reaktor wyposażony jest w środki do chłodzenia, z utrzymaniem profilu temperatury w reaktorze w taki sposób, żeby temperatura oś rodka chłodzącego w środku chłodzącym wynosiła co najmniej 40°C a maksymalna temperatura w obrębie złoża katalizatora wynosiła co najwyżej 60°C.

Zgodny z wynalazkiem sposób katalitycznego epoksydowania olefin za pomocą nadtlenku wodoru w ciągłym układzie reakcji przepływowej, charakteryzuje się tym, że mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez stałe złoże katalizatora, przy czym reaktor wyposażony jest w urządzenia do chłodzenia, z utrzymaniem profilu temperatury w reaktorze w taki sposób, żeby temperatura środka chłodzącego w urządzeniu chłodzącym wynosiła co najmniej 40°C, a maksymalna temperatura w obrębie złoża katalizatora wynosiła co najwyżej 60°C, przy czym jako katalizator stosuje się zeolit zawierający tytan i wprowadza się nadtlenek wodoru w postaci wodnego roztworu o zawartości nadtlenku wodoru od 1 do 90% wagowych.

Korzystnie profil temperatury w reaktorze utrzymywany jest tak, żeby maksymalna temperatura w obrę bie zł oż a katalizatora wynosił a co najwyż ej 55°C.

Korzystnie sposób prowadzi się, gdy reaktor jest reaktorem rurowym, a urządzeniem do chłodzenia jest płaszcz chłodzący.

Korzystny jest sposób, gdy mieszanina reakcyjna przepuszczana jest przez złoże katalizatora w sposób opadowy.

W korzystnej postaci wykonania stał e zł o ż e katalizatora jest utrzymywane w stanie zł oż a ociekowego.

W korzystnej postaci wykonania mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez złoże katalizatora z prędkością powierzchniową liczoną na przekrój pustego aparatu wynoszącą od 1 do 100 m/h, korzystnie 5 do 50 m/h, najbardziej korzystnie 5 do 30 m/h.

Korzystne jest, gdy mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez złoże katalizatora z godzinową prędkością objętościową przepływu cieczy (LVSV) od 1 do 20 h^-1, korzystnie 1,3 do 15 h^-1.

Ciśnienie w reaktorze utrzymuje się korzystnie w zakresie 5 do 50 barów, szczególnie korzystnie 15 do 25 barów.

Korzystne jest, gdy całkowity strumień wsadu do reaktora zawiera wodny roztwór nadtlenku wodoru, olefinę i rozpuszczalnik organiczny.

Szczególnie korzystnym organicznym rozpuszczalnikiem jest metanol.

Korzystnie olefiną jest propen.

Obecnie niespodziewanie wynaleziono, że przez prowadzenie reakcji epoksydowania w taki sposób, aby spełnione zostały wymagania profilu temperatury, w standardowych układach reakcyjnych uzyskuje się zoptymalizowaną równowagę między konwersją a selektywnością. Dzięki temu stał się dostępny nowy sposób epoksydowania olefin z wysoką konwersją nadtlenku wodoru i selektywnością produktu przy małych kosztach inwestycyjnych, przez co polepszyła się ogólna ekonomika procesu. Ze względu na znacznie wyższą temperaturę aktywacji reakcji epoksydowania, sposób musi być realizowany w pewnej temperaturze minimalnej dla uzyskania ekonomicznie rozsądnej konwersji.

PL 211 692 B1

Z drugiej jednak strony ciepło powstają ce w reakcji egzotermicznej musi być skutecznie usuwane z reaktora, ponieważ w podwyższonych temperaturach zachodzą niepożądane reakcje uboczne, powodując zmniejszanie selektywności produktu. Utrzymując profil temperatury w reaktorze w bardzo wąskich granicach, według wynalazku uzyskuje się jednak równocześnie oba cele.

W opisie patentowym EP-A 659 473 ujawniono, ż e w konwencjonalnych reaktorach rurowych wzrost temperatury w złożu katalizatora przekracza 15°C, podczas gdy według przykładów z tegoż opisu EP-A-659 473 wzrost temperatury wynosi co najwyżej 8°C a w korzystnej postaci wykonania 5 1/2°C. Tak wię c zgodnie z zaleceniami opisu EP-A-659 473, w celu uzyskania duż ych wydajnoś ci tlenku propylenu wzrost temperatury w złożu katalizatora musi być utrzymywany na tak małym poziomie, jak to możliwe. To zmniejszenie wzrostu temperatury może być według opisu EP-A-659 473 uzyskane przez przeprowadzenie reakcji w pojedynczej strefie reakcyjnej tylko do częściowej konwersji, co prowadzi do tego, że większość mieszaniny reakcyjnej musi być zawracana i musi się prowadzić pośrednie chłodzenie mieszaniny reakcyjnej.

Lecz w przeciwieństwie do oczekiwań, jak to zostanie pokazane bardziej szczegółowo poniżej w przykładach, według niniejszego wynalazku można uzyskać lepsze wydajności całkowite w przeliczeniu na nadtlenek wodoru, porównywalne do najbardziej korzystnych wykonań według opisu EP-A-659 743, chociaż stosuje się konwencjonalny układ reaktora bez pośredniego chłodzenia zewnętrznego.

W praktyce w niniejszym wynalazku można stosować każdy dowolny reaktor, zawierający stałe złoże katalizatora i urządzenia do chłodzenia. Korzystnie stosuje się reaktory rurowe, wielorurowe lub wielopłytowe. Najbardziej korzystnie stosuje się reaktory rurowe wyposażone w płaszcz chłodzący, ponieważ są one standardowo dostępne w handlu i w stosunkowo niskiej cenie. Jako środek chłodzący, który pompuje się przez urządzenie do chłodzenia, korzystnie płaszcz chłodzący, stosuje się wszystkie standardowe środki chłodzące, takie jak oleje, alkohole, ciekłe sole lub wodę. Najbardziej korzystna jest woda.

Według niniejszego wynalazku profil temperatury w reaktorze utrzymywany jest w taki sposób, aby temperatura środka chłodzącego w reaktorze wynosiła przynajmniej 40°C, a maksymalna temperatura w złożu katalizatora wynosiła co najwyżej 60°C, korzystnie 55°C. Korzystnie temperaturę środka chłodzącego kontroluje się za pomocą termostatu.

Maksymalną temperaturę w złożu katalizatora mierzy się za pomocą wielu odpowiednich środków do mierzenia temperatury, takich jak termopary lub Pt-100, usytuowanych w przybliżeniu wzdłuż osi korzystnie reaktora rurowego w odpowiednich odległościach od siebie. W ten sposób ilość, położenie w obrębie reaktora i odległości między punktami pomiaru temperatury można dostosować do pomiaru temperatury złoża katalizatora w całym reaktorze tak dokładnie, jak to konieczne.

Maksymalną temperaturę złoża katalizatora można nastawiać różnymi sposobami. Zależnie od wybranego typu reaktora maksymalną temperaturę złoża katalizatora można nastawić przez kontrolowanie natężenia przepływu mieszaniny reakcyjnej przepuszczanej przez reaktor, przez kontrolowanie natężenia przepływu środka chłodzącego przepuszczanego przez urządzenia do chłodzenia lub przez obniżenie aktywności katalizatora, na przykład przez rozcieńczenie katalizatora obojętnym materiałem.

Natężenie przepływu środka chłodzącego nastawia się korzystnie tak, aby utrzymać różnicę temperatury miedzy wejściem środka chłodzącego do urządzenia do chłodzenia a wyjściem poniżej 5°C, korzystnie poniżej 3°C a najbardziej korzystnie 2°C.

Zgodnie z inną korzystną postacią wykonania mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez złoże katalizatora z prędkością powierzchniową liczoną na przekrój pustego aparatu wynoszącą od 1 do 100 m/h, korzystnie 5 do 50 m/h, najbardziej korzystnie 5 do 30 m/h. Prędkość powierzchniowa liczona na przekrój pustego aparatu definiowana jest jako stosunek objętościowego natężenia przepływu/przekroju złoża katalizatora. Konsekwentnie szybkość powierzchniowa może zmieniać się w danym reaktorze rurowym przez nastawienie natężenia przepływu mieszaniny reakcyjnej.

Ponadto korzystne jest przepuszczanie mieszaniny reakcyjnej przez złoże katalizatora z godzinową prędkością objętościową przepływu cieczy (LVSV) od 1 do 20 h^-1, korzystnie 1,3 do 15 h^-1.

Sposób według niniejszego wynalazku może być przeprowadzany w strumieniu wznośnym lub opadowym, przy czym praca w strumieniu opadowym jest bardziej korzystna. W korzystnej postaci wykonania niniejszego wynalazku sposób jest prowadzony z utrzymaniem złoża katalizatora w stanie złoża ociekowego.

W przeciwieństwie do zaleceń z opisu patentowego EP-A 659 473 nie jest wymagane i także nie jest korzystne przeprowadzenie konwersji w pojedynczym reaktorze lub strefie reakcyjnej do

PL 211 692 B1 określonego zakresu. Jednak w celu umożliwienia prowadzenia procesu w sposób ciągły podczas zmiany i/lub regeneracji katalizatora epoksydowania, jeśli to potrzebne, równolegle lub w serii, w opisany wyżej sposób mogą pracować dwa lub więcej rurowe reaktory przepływowe.

Jako katalizatory do epoksydowania olefin sposobem według wynalazku odpowiednie są krystaliczne zeolity zawierające tytan, szczególnie związki o składzie (TiO2)x(SiO2)1-x, w którym X wynosi od 0.001 do 0.05 o budowie krystalicznej MFI lub MEL, znane jako silikalit-1 i tytanowy silikalit-2. Takie katalizatory można wytworzyć sposobem takim, jak to na przykład opisano w opisie patentowym US-A 4 410 501. Katalizatory z silikalitu tytanowego mog ą być stosowane w postaci kształ tek, takich jak granulki, kształtki wytłaczane lub formowane. Do potrzeb kształtowania, katalizator może zawierać od 1 do 99% ś rodka wiążącego lub nośnika, przy czym jako środek wiążący lub nośnik nadają się wszystkie materiały, które nie reagują z nadtlenkiem wodoru lub z epoksydem w warunkach reakcji wybranych do epoksydowania. Jako katalizatory stałe korzystnie stosuje się kształtki wytłaczane o ś rednicy 1 do 5 mm.

Podczas realizacji niniejszego wynalazku jest korzystne, żeby łączny strumień wsadu do reaktora zawierał wodny roztwór nadtlenku wodoru, olefinę i rozpuszczalnik organiczny. Tym samym składniki te mogą być wprowadzane do reaktora jako niezależne wsady, lub jeden lub więcej z nich można zmieszać przed wprowadzeniem do reaktora. Temperatura strumienia(ni) wsadu do reaktora jest(są) korzystnie nastawiona(e) na temperaturę różniącą się od temperatury środka chłodzącego o mniej niż X°C, korzystnie temperatura jest w przybliżeniu taka sama.

Z wykorzystaniem sposobu wedł ug wynalazku moż na epoksydować dowolne olefiny, w szczególności olefiny zawierające 2 do 6 atomów węgla. Sposób według wynalazku nadaje się szczególnie do epoksydowania propenu do tlenku propylenu. Ze względów ekonomicznych byłoby korzystne w skali przemysł owej wykorzystywanie nie czystego propenu, lecz jego technicznej mieszaniny z propanem, zawierającej z reguły 1 do 15% obję tościowych propanu. Propen można wprowadzać w postaci cieczy jak też w postaci gazowej do ukł adu reakcyjnego.

Nadtlenek wodoru stosuje się w sposobie według wynalazku w postaci wodnego roztworu o zawartoś ci nadtlenku wodoru od 1 do 90% wagowych, korzystnie 10 do 70% wagowych a szczególnie korzystnie 30 do 50% wagowych. Nadtlenek wodoru może być stosowany w postaci stabilizowanych roztworów dostępnych w handlu. Nadają się także nie stabilizowane, wodne roztwory nadtlenku wodoru, takie jakie uzyskuje się w antrachinonowym procesie wytwarzania nadtlenku wodoru.

Reakcję prowadzi się korzystnie w obecności rozpuszczalnika, w celu zwiększenia rozpuszczalności olefiny, korzystnie propenu w fazie ciekłej. Jako rozpuszczalniki nadają się wszystkie rozpuszczalniki, które nie ulegają utlenianiu lub utleniają się tylko nieznacznie pod działaniem nadtlenku wodoru w wybranych warunkach reakcji i które rozpuszczają się w ilości większej niż 10% wagowych w wodzie. Najbardziej korzystnym rozpuszczalnikami są rozpuszczalniki, które całkowicie mieszają się z wodą . Odpowiednie rozpuszczalniki obejmują alkohole, takie jak metanol, etanol lub t.-butanol; glikole, takie jak na przykład, glikol etylenowy, 1,2-propendiol lub 1,3-propendiol; etery cykliczne, takie jak na przykład, tetrahydrofuran, dioksan lub tlenek propylenu; etery glikoli, takie jak na przykład, eter monometylowy glikolu etylenowego, eter monoetylowy glikolu etylenowego, eter monobutylowy glikolu etylenowego lub eter monometylowy glikolu propylenowego i ketony, takie jak na przykład aceton lub 2-butanon. Jako rozpuszczalnik szczególnie korzystnie stosowany jest metanol.

Ciśnienie w reaktorze utrzymywane jest zwykle na poziomie 5 do 50 barów, korzystnie 15 do 25 barów.

Olefinę stosuje się korzystnie w nadmiarze w stosunku do nadtlenku wodoru, w celu uzyskania znacznego wykorzystania nadtlenku wodoru, a molowy stosunek olefiny, korzystnie propenu do nadtlenku wodoru, wybrany jest korzystnie w zakresie od 1.1 do 10. Gdy dodaje się rozpuszczalnik, ilość rozpuszczalnika wybrana jest tak, żeby w mieszaninie reakcyjnej znajdowała się tylko faza ciekła. Rozpuszczalnik dodaje się korzystnie w stosunku wagowym od 0.5 do 20 w stosunku do ilości stosowanego roztworu nadtlenku wodoru. Ilość stosowanego katalizatora może zmieniać się w szerokich granicach i korzystnie wybrana jest tak, żeby zużycie nadtlenku wodoru wynosiło więcej niż 90%, korzystnie więcej niż 95% w ciągu 1 minuty do 5 godzin w stosowanych warunkach reakcji.

Niniejszy wynalazek zostanie wyjaśniony bardziej szczegółowo w odniesieniu do następujących dalej przykładów.

Przykłady 1 i 2 oraz przykłady porównawcze 1-6

We wszystkich przykładach stosuje się katalizator krzemianowo-tytanowy. Proszek krzemianowo-tytanowy kształtuje się do postaci wytłoczek o wymiarach 2 mm, stosując zol krzemionki jako

PL 211 692 B1 środek wiążący zgodnie z przykładem 5 opisu patentowego EP 00 106 671.1. Stosowany H2O2 wytwarza się w procesie antrachinonowym w postaci roztworu wodnego o stężeniu 40%.

Epoksydowanie prowadzi się w sposób ciągły w rurze reakcyjnej o objętości 300ml, średnicy 10 mm i długości 4 m. Reaktor wyposażony jest dalej w trzy zbiorniki dla cieczy, odpowiednie pompy i zbiornik separatora dla cieczy. Trzy zbiorniki dla cieczy zawierają metanol, 40%-owy H2O2 i propen. Wartość pH 40%-owego roztworu H2O2 nastawia się na 4,5 za pomocą amoniaku. Temperaturę reakcji kontroluje się za pomocą wodnego płynu chłodzącego cyrkulującego w płaszczu chłodzącym, przy czym temperaturę płynu chłodzącego nastawia się na 40°C za pomocą termostatu. Ciśnienie bezwzględne w reaktorze wynosi 25 barów. Przepływ masowy pomp zasilających nastawia się tak, żeby uzyskać stężenie wsadu propenu wynoszące 21,5% wagowych, stężenie wsadu metanolu 57% wagowych i stężenie wsadu H2O2 9,4% wagowych. Reaktor pracuje w sposób ze strumieniem opadowym.

Przy realizacji przykładów i przykładów porównawczych zmienia się temperaturę płaszcza chłodzącego (Tcool) i całkowity przepływ masowy, przy czym mierzy się maksymalną temperaturę (Tmax), jak to wskazano w tabeli 1. Nastawia się natężenie przepływu w celu uzyskiwania porównywalnych konwersji. Wydajność produktu określa się za pomocą chromatografii gazowej a konwersję H2O2 przez miareczkowanie. Selektywność oblicza się na podstawie chromatograficznej analizy gazowej węglowodorów. Wynika ona z ilości utworzonego tlenku propanu w stosunku do ilości wszystkich węglowodorów zawierających tlen.

T a b e l a 1

Nr	Tcool [oC]	Tmax [oC]	Natężenie przepływu kg/h	% konwersji H2O2 [%]	Selektywność tlenku propylenu [%]
P.Por.1	30	40	0,35	71	98
P.Por.2	30	35	0,7	45	99
P.1	41	59	0,35	96	96
P.2	41	51	0,7	79	98
P.Por.3	49	78	0,7	90	91
P.Por.4	49	67	1,4	80	93
P.Por.5	61	81	2,8	74	91

Dane, jakie przedstawiono w tabeli 1 pokazują, że przy zachowaniu wąskich granic temperatury środka chłodzącego i maksymalnej temperatury w katalizatorze, jak to określono w niniejszym wynalazku uzyskuje się zoptymalizowaną równowagę konwersji i selektywności produktu.

Claims (11)

1. Sposób katalitycznego epoksydowania olefin za pomocą nadtlenku wodoru w ciągłym układzie reakcji przepływowej, znamienny tym, że mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez stałe złoże katalizatora, przy czym reaktor wyposażony jest w urządzenia do chłodzenia, z utrzymaniem profilu temperatury w reaktorze w taki sposób, żeby temperatura środka chłodzącego w urządzeniu chłodzącym wynosiła co najmniej 40°C, a maksymalna temperatura w obrębie złoża katalizatora wynosiła co najwyżej 60°C, przy czym jako katalizator stosuje się zeolit zawierający tytan i wprowadza się nadtlenek wodoru w postaci wodnego roztworu o zawartości nadtlenku wodoru od 1 do 90% wagowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że profil temperatury w reaktorze utrzymywany jest tak, żeby maksymalna temperatura w obrębie złoża katalizatora wynosiła co najwyżej 55°C.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że reaktor jest reaktorem rurowym, a urzą dzeniem do chł odzenia jest pł aszcz chł odzą cy.

4. Sposób według zastrz. 1-3, znamienny tym, że mieszanina reakcyjna przepuszczana jest przez złoże katalizatora w sposób opadowy.

PL 211 692 B1

5. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że stałe złoże katalizatora jest utrzymywane w stanie zł oż a ociekowego.

6. Sposób według zastrz. 1-5, znamienny tym, że mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez złoże katalizatora z prędkością powierzchniową liczoną na przekrój pustego aparatu wynoszącą od 1 do 100 m/h, korzystnie 5 do 50 m/h, najbardziej korzystnie 5 do 30 m/h.

7. Sposób według zastrz. 1-6, znamienny tym, że mieszaninę reakcyjną przepuszcza się przez złoże katalizatora z godzinową prędkością objętościową przepływu cieczy (LVSV) od 1 do 20 h^-1, korzystnie 1,3 do 15 h^-1.

8. Sposób według zastrz. 1-7, znamienny tym, że ciśnienie w reaktorze utrzymuje się w zakresie 5 do 50 barów, korzystnie 15 do 25 barów.

9. Sposób według zastrz. 1-8, znamienny tym, że całkowity strumień wsadu do reaktora zawiera wodny roztwór nadtlenku wodoru, olefinę i rozpuszczalnik organiczny.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że organicznym rozpuszczalnikiem jest metanol.

11. Sposób według zastrz. 1-10, znamienny tym, że olefiną jest propen.