專利名稱：環(huán)氧化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如丙烯的烯烴通過與有機的過氧化氫物在利用固體環(huán)氧化催化劑的條件下的反應而進行的環(huán)氧化，并且，更具體地涉及一種環(huán)氧化進料已經(jīng)用堿液處理過的方法，其改進之處在于包括在環(huán)氧化反應進料接觸固體環(huán)氧化催化劑之前對其進行處理以捕集和除去不溶性材料，否則這些不溶性材料將對環(huán)氧化催化劑和反應不利。
背景技術：
通過諸如丙烯的烯烴與諸如乙苯氫過氧化物的有機氫過氧化物的催化反應來制備諸如環(huán)氧丙烷的環(huán)氧烷化合物是眾所周知的。描述這一技術的基礎專利是美國專利3,351,635。
在該技術的一個變型中，使用一種不溶性固體多相催化劑來催化該環(huán)氧化反應。參見例如美國專利4,367,342。舉例說明這一反應實施步驟的專利是美國專利5,849,937。
有機氫過氧化物，例如乙苯氫過氧化物是通過乙苯的分子氧氧化而有利地生成的。參見例如美國專利4,066,706。
一般情況下，為了除去酸性組分，否則這些酸性組分將對環(huán)氧化產(chǎn)生不利影響，用堿性材料處理諸如來自氫過氧化物形成步驟的氧化物的工藝物流是有利的。美國專利5,883,268可作為例證。經(jīng)處理的物流通常隨后被洗滌以除去堿性鈉材料。
但是，出現(xiàn)的一個問題就是如果通常用于除去鈉材料的洗滌失敗了，或者象工廠不正常操作期間那樣有顯著的鈉材料夾帶，那么這些材料將進入環(huán)氧化反應器，并堵塞和使催化劑床失活。在氧化物已經(jīng)與待環(huán)氧化的烯烴混合之后，這一問題尤為嚴重。當氧化物與烯烴混合后，樹脂狀含鈉材料的溶解性顯著降低，而且產(chǎn)生的不溶性樹脂狀材料除非被除去，否則就容易堵塞并使環(huán)氧化催化劑床失活。
本發(fā)明提供了針對上述催化劑床堵塞和失活的保護。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，輸送到含固體環(huán)氧化催化劑的環(huán)氧化反應區(qū)的氫過氧化物和烯烴進料混合物通過使其通過一個篩或燒結(jié)物、或使其通過一個固體顆粒床而被預處理。作為該預處理的結(jié)果，在環(huán)氧化進料進入環(huán)氧化區(qū)之前，不溶性含鈉樹脂狀材料被捕集并從該進料中分離出來。定期地，篩或床能得以再生，例如通過清洗或替換。


該

本發(fā)明。
發(fā)明詳述在本發(fā)明的實施中，先前已經(jīng)在氫過氧化物和環(huán)氧化物生產(chǎn)中采用的反應物、已知的反應條件和催化劑都能使用。參考上面所引用的專利。
參考作為例證的附圖，來自乙苯氧化過程的乙苯氫過氧化物經(jīng)管線1進入接觸區(qū)2，該乙苯過氧化物已經(jīng)用氫氧化鈉水溶液處理、傾析、洗去有機相的水并傾析。丙烯反應物經(jīng)管線3輸送，并在進入接觸區(qū)2之前與乙苯氫過氧化物流混合。
在乙苯氧化物的苛性堿液處理和傾析中，形成了多種較高分子量的含鈉樹脂狀材料，它們通過傾析而從有機相中分離出去；通常含鈉材料以例如1ppm的極少的量存在于有機的氫過氧化物相中。但在不正常操作期間，例如最高為15ppm的增加量的含鈉樹脂狀材料含在有機相中，而且當氧化物和烯烴環(huán)氧化反應物混合時，這些含鈉樹脂狀材料的溶解性顯著降低，其結(jié)果就是這些樹脂狀材料作為固體沉積在氧化物/烯烴烷烴混合物中。如果環(huán)氧化區(qū)的進料中含有這樣的沉積樹脂狀材料，其結(jié)果就是催化劑床的失活和堵塞。樹脂非常粘，而且容易涂敷在固體催化劑顆粒和反應器表面上，立即使環(huán)氧化反應區(qū)失去能力。除了使催化劑失活，這些樹脂狀材料的沉積還導致通過反應區(qū)的壓降迅速升高并最終被堵塞。對成功和連續(xù)的操作而言，重要的是樹脂狀材料必須在進入環(huán)氧化區(qū)之前從反應物流中除去。
參考附圖，提供有環(huán)氧化進料通過的區(qū)2。在鈉材料的含量非常低的正常環(huán)境下，環(huán)氧化進料中基本上沒有不溶性鈉材料，而且進料通過區(qū)2時沒有顯著的壓降增加。但是，當以基于氧化物的鈉重量計的鈉材料含量增加到超過約3ppm時，不溶物生成，并在區(qū)2中被除去。在本發(fā)明的一個實施方式中，區(qū)2填充有諸如二氧化硅的中性或弱堿性顆粒材料，這些材料對捕集和除去不溶性樹脂鈉材料是有效的。在一個更加優(yōu)選的實施方式中，區(qū)2提供有一個或多個例如120微米尺寸或更細的細網(wǎng)金屬篩，這些篩從反應器進料中有效地捕集并除去了不溶性樹脂狀材料。還有另外一個可選方案是在區(qū)2中提供一個含有一種或多種金屬燒結(jié)物的填充床，金屬燒結(jié)物為燒結(jié)金屬纖維，而且對從環(huán)氧化區(qū)的進料中捕集和分離樹脂狀固體也是有效的。由諸如玻璃棉或鋼棉的纖維材料組成的其它聚結(jié)填充固體也能使用。
現(xiàn)在基本上沒有已包含的不溶性樹脂產(chǎn)品的環(huán)氧化進料經(jīng)管線4由區(qū)2進入環(huán)氧化區(qū)5，在那里，乙苯氫過氧化物與那里所含的丙烯接觸固體環(huán)氧化催化劑并進行反應以生成環(huán)氧丙烷。反應產(chǎn)物混合物經(jīng)管線6離開區(qū)5，并經(jīng)已知的步驟進行加工以回收產(chǎn)物環(huán)氧丙烷。
本發(fā)明在環(huán)氧化工廠操作的不正常期間尤為有用。正常條件下，含鈉樹脂狀材料的含量能被保持得非常低，也就是說以氧化物中的鈉計低于1ppm，因此不會在環(huán)氧化區(qū)引起顯著的問題。但是，在工廠不正常操作期間，在輸送到環(huán)氧區(qū)的進料中容易有過高的纖維固體含量，而且，重要的是在這一期間，為了防止催化劑床的失活和/或堵塞，含鈉樹脂狀固體必須在進料接觸固體催化劑之前被除去。通過本發(fā)明的實施，在進料中不溶性樹脂濃度過高的期間通過以這里所描述的方式捕集和除去這些材料，催化劑床被保護起來。本發(fā)明還提供了堿洗部分失效的及時警告，從而能夠在出現(xiàn)主要操作問題之前采取正確的措施。
提供下面的內(nèi)容來說明本發(fā)明。
一種商業(yè)的氧化物是通過乙苯到乙苯氫過氧化物的分子氧氧化而制得的。用苛性堿液洗滌該氧化物，然后傾析分離出有機相。該有機氧化物相含有約35wt％的乙苯氫過氧化物，其余基本上為乙苯。以基于氧化物的鈉計，鈉的重量含量低于1ppm。
氫過氧化物流以每份氫過氧化物約3.5重量份丙烯的量與丙烯混合，得到的混合物以篩面積上123gal/min/ft2的流速通過一個25微米的不銹鋼篩，該篩面積包括金屬和實際開孔。
在兩周的運行中，通過篩時的壓降逐漸增加到約2psi并穩(wěn)定在該水平上。
通過加入以氧化物中的鈉計為約5ppm的苯甲酸鈉來模擬由工廠的不正常操作產(chǎn)生的氧化物。
當這一進料以與上述相同的速率通過相同的篩時，在兩個小時內(nèi)，壓降達到5psi，在五個小時內(nèi)達到30psi。
如快速的壓降增加所證明的，上面的比較說明了篩在保留各種鈉材料中的有效性。
在9gal/min/ft2流速下用10微米的金屬燒結(jié)物測試含苯甲酸鈉(以氧化物中的鈉計為5ppm)的模擬環(huán)氧化進料。壓降在1.25小時內(nèi)迅速增至20psi，這說明了成功的不溶物分離。
用10微米、25微米、36微米的不銹鋼篩測試上面所用的模擬環(huán)氧化進料。在下面的表格中給出了不同進料速率下達到10psi壓降所用時間。
表格1

另外的一個優(yōu)點是通過常規(guī)的壓降控制手段，能夠完成早期plantupset檢測并快速采取補救措施。
一般情況下，120～1100網(wǎng)(Tyler標準)的篩是有用的；它們具有約5～120微米的篩孔。不銹鋼是優(yōu)選的構(gòu)造材料；其它金屬可能對氫過氧化物有不利的分解效果。
同樣，平均孔直徑為7～90微米的金屬燒結(jié)物，或者平均孔直徑為7～90微米的填充床都能夠使用包括玻璃棉、金屬網(wǎng)等等的其它聚結(jié)填充物也能采用。不銹鋼網(wǎng)的使用是優(yōu)選的，因為該篩有效、相對便宜并且容易清洗。
權利要求
1.一種方法，其中烯烴和有機的氫過氧化物進行混合以形成一種混合物，該混合物被輸送到一個環(huán)氧化區(qū)并在那里在足以生成環(huán)氧烷產(chǎn)品的條件下接觸一種固體環(huán)氧化催化劑，輸送到環(huán)氧化區(qū)的進料混合物含有不溶性樹脂狀材料，其改進之處在于包括在所述混合物接觸固體催化劑之前分離出樹脂狀材料。
2.如權利要求1所述的方法，其中不溶性樹脂狀材料是通過使進料混合物通過一個細金屬篩而分離出的。
3.如權利要求2所述的方法，其中金屬篩具有5～120微米的孔。
4.如權利要求1所述的方法，其中不溶性樹脂狀材料是通過使進料通過一個聚結(jié)固體的填充床而分離出的。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述填充床包括一種或多種金屬燒結(jié)物。
6.如權利要求4所述的方法，其中所述填充床是一個纖維材料的床。
7.如權利要求4所述的方法，其中所述填充床是一個玻璃棉的床。
全文摘要
通過接觸細篩或聚結(jié)固體床而從氫過氧化物/烯烴的環(huán)氧化進料中分離出不溶性樹脂狀鈉材料。
文檔編號C07D301/19GK1615304SQ02827345
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權日2002年1月23日
發(fā)明者李向民, D·W·雷舍恩 申請人:阿克奧化學技術有限公司