專利名稱：一種制備鈦基催化劑及合成環(huán)氧丙烷和過氧化二異丙苯的方法
一種制備鈦基催化劑及合成環(huán)氧丙烷和過氧化二異丙苯的方法技術領域
本發(fā)明屬于有機物合成技術領域，尤其涉及一種制備鈦基催化劑及合成環(huán)氧丙烷和過氧化二異丙苯的方法。
背景技術：
環(huán)氧丙烷(PO)，是丙烯衍生物中產(chǎn)量僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機化工產(chǎn)品。PO用途非常廣泛，目前除了用于生產(chǎn)聚醚多元醇、非離子表面活性劑和丙二醇外，也可用于生產(chǎn)油田破乳劑、丙三醇、農藥乳化劑等。
國內外生產(chǎn)環(huán)氧丙烷和環(huán)氧氯丙烷的主要方法有氯醇法、間接氧化(Halcon)法。氯醇法工藝是傳統(tǒng)的環(huán)氧丙烷工業(yè)生產(chǎn)路線，始于20世紀30年代。該法流程短、工藝成熟、操作負荷彈性大、選擇性好、收率高、生產(chǎn)安全和基建投資少。但由于此法存在嚴重的設備腐蝕和環(huán)境污染問題，未來難免被淘汰。而間接氧化法又稱共氧化法，分異丁烷法和乙苯法。間接氧化法的缺點是流程長、投資大、副產(chǎn)物多，不宜建造小規(guī)模的裝置。
開發(fā)清潔經(jīng)濟的PO氧化生產(chǎn)技術是PO工業(yè)持續(xù)發(fā)展的關鍵，目前，新方法包括:氧氣直接氧化法、光催化環(huán)氧化法、過氧化氫(H2O2)液相氧化法和有機過氧化物氧化法等。前兩種方法是最清潔、原子有效利用率最高的生產(chǎn)工藝，但其選擇性較差或轉化率較低。H2O2是一種環(huán)境友好的氧源，反應后生成對環(huán)境無害的H2O,且在TS-1分子篩的催化下，可以高選擇性地使丙烯環(huán)氧化。但雙氧水的造價較高，且雙氧水不便于運輸?shù)葐栴}。
有機過氧化物為氧化劑生產(chǎn)丙烯，其實是間接氧化法的后半步，其中以過氧化氫異丙苯(CHP)為氧化劑的研究較多。CHP使丙烯環(huán)氧化，得到環(huán)氧丙烷和二甲基芐醇(DMPC)。該工藝中，二甲基芐醇(DMPC)需要在進行后續(xù)步驟:脫水成a-甲基苯乙烯，然后再加氫生成異丙苯，最后異丙苯氧化成CHP循環(huán)使用。該過程涉及如下反應:
權利要求
1.一種制備鈦基催化劑的方法，其特征在于以下步驟: a、將十六烷基三甲基溴化銨溶于水形成澄清母液，調節(jié)pH為10 12; b、將鈦酸四丁酯溶于過氧化氫形成鈦酸四丁酯溶液；在步驟a的澄清母液中，加入鈦酸四丁酯溶液和正硅酸乙酯攪拌I 3h ; C、在90 110°C下晶化處理，晶化后進行抽濾、洗滌、烘干，然后在520 580°C下焙燒得到粉末狀鈦基催化劑。
d、將步驟c所得催化劑，與三甲基氯化硅烷的甲苯溶液混合反應，并經(jīng)過濾、無水乙醇洗滌、干燥，得到內外表面修飾的分子篩催化劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述鈦基分子篩催化劑的孔徑為2 10nm、鈦硅比0.01 0.1 ;三甲基氯硅烷與催化劑質量比0.01 0.1、反應溫度80 150。。。
3.權利要求1或2所述的方法制備的鈦基催化劑用于合成環(huán)氧丙烷和過氧化二異丙苯的方法，其特征在于以下步驟: a、環(huán)氧丙烷的制備:在鈦基催化劑存在下，過氧化氫異丙苯與丙烯按摩爾比為I 10進行反應，反應溫度為70 120°C、系統(tǒng)壓力為3 5MPa ;蒸餾反應產(chǎn)物得到環(huán)氧丙烷，余下產(chǎn)物含有二甲基芐醇和過氧化氫異丙苯； b、過氧化二異丙苯的制備:以步驟a中得到的二甲基芐醇和過氧化氫異丙苯為原料，加入過氧化氫異丙苯使二甲基芐醇與過氧化氫異丙苯的摩爾比為I 2，以高氯酸作催化齊U，進行縮合脫水反應；取上層有機溶液調節(jié)至中性后，減壓蒸餾濃縮、以無水乙醇冷凍結晶，得到過氧化二異丙苯。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟b中縮合脫水反應溫度40 60°C、時間4 8h ;減壓蒸 懼壓力為I IOkPa,無水乙醇與過氧化二異丙苯質量比為I 2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備鈦基催化劑及合成環(huán)氧丙烷和過氧化二異丙苯的方法。該方法基于鈦基分子篩催化劑合成得到環(huán)氧丙烷的同時，將副產(chǎn)物二甲基芐醇繼續(xù)循環(huán)利用合成制備過氧化二異丙苯；克服了傳統(tǒng)傳統(tǒng)的氯醇法和間接氧化法導致的的設備腐蝕、副產(chǎn)物多和環(huán)境污染問題；還克服了水溶性硫化合物等無機物還原過氧化氫異丙苯制備過氧化二異丙苯易生成含有無機鹽的廢水，污染環(huán)境的問題，是一種原子經(jīng)濟性高的合成工藝，具有很好的工業(yè)應用前景。
文檔編號B01J29/89GK103212437SQ201310152719
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權日2013年4月27日
發(fā)明者劉靖, 倪曉磊, 王巧, 譚涓, 王安杰, 胡永康 申請人:大連理工大學