專利名稱：：一種乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種乙垸制備環(huán)氧乙烷的方法，特別是一種乙垸一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法。
背景技術(shù)：
：環(huán)氧乙垸是乙烯工業(yè)衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機(jī)化工產(chǎn)品。作為一種非常重要的化工基礎(chǔ)原料和有機(jī)化工中間體，它廣泛用于生產(chǎn)乙二醇和其他多元醇。也用于洗滌劑工業(yè)的乙氧基化物、乙醇胺、溶劑和乙二醇醚的生產(chǎn)。另外，環(huán)氧乙烷還可用于生產(chǎn)熏蒸劑和藥物的消毒劑等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外對環(huán)氧乙烷的需求與日俱增。早期環(huán)氧乙垸生產(chǎn)采用氯醇法工藝，氯醇法反應(yīng)的過程為(1)乙醇脫水，(2)乙烯次氯化，(3)堿化。由于氯醇法生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含鹵廢水，環(huán)境污染嚴(yán)重，故此法目前基本已停用。目前，國內(nèi)外環(huán)氧乙垸生產(chǎn)工藝一般采用乙烯直接氧化法，其中較為成熟的生產(chǎn)工藝是在列管式固定床反應(yīng)器中，使用銀作為催化劑，采用純氧與乙烯為原料直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷。目前工業(yè)上乙烯氧化制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)溫度一般在20(TC30CTC之間，而乙垸氧化制備乙烯的溫度則通常在900。C以上，兩者溫度相差很多，而且用于乙烯氧化制備環(huán)氧乙垸的作為催化劑的銀在高溫下易使反應(yīng)發(fā)生深度氧化，因此還未見用乙垸與空氣一步氧化直接制備環(huán)氧乙烷的報(bào)道。目前的環(huán)氧乙垸生產(chǎn)工藝中，須先由乙垸制得乙烯，再由乙烯氧化制環(huán)氧乙垸，故目前的環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工藝存在著操作不便、工藝過程多、反應(yīng)溫度高、能耗大的不足之處。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的環(huán)氧乙垸生產(chǎn)工藝存在著操作不便、工藝過程多、反應(yīng)溫度高、能耗高的不足之處，提供一種操作簡便、工藝過程少、反應(yīng)溫度低、能耗低的乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙垸的方法。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案完成的一種乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法，制備環(huán)氧乙垸的反應(yīng)器釆用管式反應(yīng)器，在管式反應(yīng)器中設(shè)有銀鎳氧復(fù)合催化劑，制備環(huán)氧乙烷時(shí)將管式反應(yīng)器的溫度控制在25(TC39(TC，乙烷與空氣通過該管式反應(yīng)器后即可獲得環(huán)氧乙烷。.在上述環(huán)氧乙烷的制備方法中，乙烷與空氣之間的配比為1:36。在上述環(huán)氧乙烷的制備方法中，銀鎳氧復(fù)合催化劑采用銀鹽、鎳鹽和尿素為原料制成，其制備方法是將按一定配比稱取的銀鹽、鎳鹽和尿素放入容器中，在容器中加入去離子水，將容器密封后在6595'C下磁力攪拌反應(yīng)412小時(shí)后，水淬驟冷，再將所得沉淀用去離子水和乙醇各洗滌24次，于10011(TC下烘612小時(shí)，然后再置于馬弗爐中，以l4°C/min的升溫速率從IOO'C開始升溫到380400。C后，焙燒24小時(shí)，即得所需催化劑。其中，銀鹽、鎳鹽和尿素之間的物質(zhì)的量之比為13:1:1.84。在上述銀鎳氧復(fù)合催化劑的制備方法中，在制備催化劑的原料中可加入助劑，助劑是Na、K、Rb、Cs、Ca、Ba、Re、Cl中的一種或一種以上，助劑的用量為鎳鹽物質(zhì)的量的0.0050.015%本發(fā)明與現(xiàn)有的環(huán)氧乙垸生產(chǎn)工藝相比，具有操作簡便、工藝過程少、反應(yīng)溫度低、能耗低的特點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做出進(jìn)一步的具體說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1稱取Ag冊36.7948g、Ni(N03)26H205.8162g、CO(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于85。C下磁力攪拌，反應(yīng)7小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次，在110'C下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，以2'C/min升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在320°C，空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例2稱取AgN036.7948g，Ni(N03)2'6H205.8162g,C0(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，加入30nil去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于9(TC下磁力攪拌。反應(yīng)5小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在10(TC下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，2'C/min升溫到38(TC，焙燒4小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在250°C，空氣和乙烷流量控制在30ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例3稱取AgN033.3974g,Ni(N03)2.6H205.8162g，CO(NH2)22.1622g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，'溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于95。C下磁力攪拌。反應(yīng)8小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌兩次。在11(TC下烘10小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，3'C/min升溫到390'C，焙燒4小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器釆用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在350°C，空氣和乙烷流量控制在15ml/min和5ml/rain。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例4稱取AgN0310.1922g，Ni(N03)26H205.8162g,CO(NH2)24.8048g，放入圓底燒瓶中，加入40ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于65'C下磁力攪拌。反應(yīng)IO小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌四次。在110。C下烘12小時(shí)，再置于馬弗爐中，從100'C始，2'C/rain升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器釆用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在330°C，空氣和乙垸流量控制在20ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例5稱取AgN036.7948g，Ni(N03)2'6H205.8162g，C0(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于80。C下磁力攪拌。反應(yīng)9小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗漆三次。在100'C下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，2'C/min升溫到400'C，焙燒2小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mra的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在39(TC，空氣和乙垸流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例6稱取AgN033.3974g,Ni(N03)2'6&02.9081g，C0(NH2)22.4024g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于9(TC下磁力攪拌。反應(yīng)8小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌兩次。在11(TC下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，rC/min升溫到40(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在33(TC，空氣和乙垸流量控制在20ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例7稱取AgN033.3974g,Ni(N03)2'6貼2.9081g，CO(NH2)22.4Q24g，放入圓底燒瓶中，加入10ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于80'C下磁力攪拌。反應(yīng)8小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在11CTC下烘12小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，2TVmin升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在32(TC，空氣和乙垸流量控制在28ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例8稱取AgN036.7948g,Ni(N03)2銀05.8162g，CO(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于65卩下磁力攪拌。反應(yīng)12小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在11(TC下烘6小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，4'C/min升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在32(TC，空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例9稱取AgN036.7948g，Ni(N03)2*6H205.8162g，C0(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，再加入0.001g氯化鉀做助劑，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于85。C下磁力攪拌。反應(yīng)7小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在110'C下烘10小時(shí)，再置于馬弗爐中，從100'C始，5'C/min升溫到38(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在350。C，空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例10稱取AgN035.0961g,Ni(N03)2'6H205.8162g，CO(NH2)23.0030g，放入圓底燒瓶中，加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于85'C下磁力攪拌。反應(yīng)12小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在110'C下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，2'C/min升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5ram的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在31(TC，空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例11稱取AgN038.4935g,Ni(N03)2'6H205.8162g,C0(NH2)24.2042g，放入圓底燒瓶中，加入lOnil去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于85'C下磁力攪拌。反應(yīng)8小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在1KTC下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從10(TC始，2'C/min升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器釆用內(nèi)徑為5ran的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在33(TC,空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。實(shí)施例12稱取AgN036.7948g，Ni(N03)2俱05.8162g，CO(NH2)23.6036g，放入圓底燒瓶中，再加入0.002g碳酸銫做助劑，然后加入20ml去離子水，溶解后放入小磁子，蓋上玻璃塞，于85。C下磁力攪拌。反應(yīng)7小時(shí)后，水淬驟冷，用去離子水和乙醇各洗滌三次。在110'C下烘8小時(shí)，再置于馬弗爐中，從100'C始，2'C/min升溫到39(TC，焙燒3小時(shí)即得催化劑。將制得的催化劑用于催化劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，其中管式反應(yīng)器采用內(nèi)徑為5mm的微型石英管固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)器中裝入銀鎳氧復(fù)合催化劑0.2g，該反應(yīng)器的溫度控制在330'C，空氣和乙烷流量控制在25ml/min和5ml/min。分析結(jié)果見表1。表l催1f七劑性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)分4開結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法，其特征在于制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)器采用管式反應(yīng)器，在管式反應(yīng)器中設(shè)有銀鎳氧復(fù)合催化劑，制備環(huán)氧乙烷時(shí)將管式反應(yīng)器的溫度控制在250℃～390℃，乙烷與空氣通過該管式反應(yīng)器后即可獲得環(huán)氧乙烷。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙垸一步氧化直接制環(huán)氧乙垸的方法，其特征在于通過管式反應(yīng)器的乙垸與空氣之間的配比為1:36。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乙垸一步氧化直接制環(huán)氧乙垸的方法，其特征在于銀鎳氧復(fù)合催化劑采用銀鹽、鎳鹽和尿素為原料制成，其制備方法是將按一定配比稱取的銀鹽、鎳鹽和尿素放入容器中，在容器中加入去離子水，將容器密封后在6595。C下磁力攪拌反應(yīng)412小時(shí)后，水淬驟冷，再將所得沉淀用去離子水和乙醇各洗滌24次，于10011(TC下烘612小時(shí)，然后再置于馬弗爐中，以14'C/min的升溫速率從IO(TC開始升溫到38040(TC后，焙燒24小時(shí)，即得所需催化劑，其中，銀鹽、鎳鹽和尿素之間的物質(zhì)的量之比為13:1:1.84。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙垸的方法，其特征在于在制備催化劑的原料中加入助劑，助劑是Na、K、Rb、Cs、Ca、Ba、Re、Cl元素中的一種或一種以上，助劑的用量為鎳鹽物質(zhì)的量的0.0050.015%。全文摘要本發(fā)明涉及一種乙烷制備環(huán)氧乙烷的方法，特別是一種乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法。本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的環(huán)氧乙烷生產(chǎn)工藝存在著操作不便、工藝過程多、反應(yīng)溫度高、能耗高的不足之處，提供一種操作簡便、工藝過程少、反應(yīng)溫度低、能耗低的乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法。本發(fā)明一種乙烷一步氧化直接制環(huán)氧乙烷的方法是制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)器采用管式反應(yīng)器，在管式反應(yīng)器中設(shè)有銀鎳氧復(fù)合催化劑，制備環(huán)氧乙烷時(shí)將管式反應(yīng)器的溫度控制在250℃～390℃，按一定配比的乙烷與空氣通過該管式反應(yīng)器后即可獲得環(huán)氧乙烷。在本發(fā)明中所用的銀鎳氧復(fù)合催化劑是采用銀鹽、鎳鹽和尿素為原料制成。文檔編號(hào)B01J23/89GK101265242SQ20081006066公開日2008年9月17日申請日期2008年4月16日優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日發(fā)明者瑛吳,吳廷華,吳彬福申請人:浙江師范大學(xué)