一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種1,2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，將溶劑、1-丁烯、過氧化氫、表面活性劑在裝有催化劑的反應器內，上述物質的質量比為：溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2，在一定條件下進行環(huán)氧化反應生成1，2-環(huán)氧丁烷，所述的反應條件是反應溫度為50-80℃，反應壓力0.4-1.0MPa，反應時間2-4h。本發(fā)明過程簡單，反應條件溫和，對環(huán)境友好，且減小了產(chǎn)物分離的能耗，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】—種1 ’ 2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種1，2_環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，特別是涉及一種以碳酸酯類物質為溶劑，一步合成1，2_環(huán)氧丁烷的方法。

【背景技術】
[0002]1，2_環(huán)氧丁烷(BO)是一種重要的有機合成原料，可以用來制備有機合成中間體和高分子聚合物，例如可以生產(chǎn)聚醚多元醇用于制備低泡洗滌劑、消泡劑、脫模劑等；1，2-環(huán)氧丁烷水合反應的產(chǎn)物可以用于制造增塑劑；1，2-環(huán)氧丁烷與環(huán)氧乙烷形成的嵌段共聚物能用于非離子型乳化劑、破乳劑的生產(chǎn)；另外，1，2-環(huán)氧丁烷還是各類氯溶劑的最佳穩(wěn)定劑。
[0003]目前，工業(yè)生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的方法主要有氯醇法和過氧乙酸法。氯醇法生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯、氯氣、石灰乳，生產(chǎn)工藝分為三個部分:氯醇化、皂化及精制。氯醇法是制備低碳環(huán)氧化物的傳統(tǒng)方法，雖然該法對原料純度要求不高，但是在生產(chǎn)過程中消耗大量Cl2并產(chǎn)生含有0&(:12和有機氯的廢水，氯醇法由于其嚴重的污染問題而將被逐步淘汰。過氧乙酸法生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的主要原料為1-丁烯和過氧乙酸。該法是在催化劑的作用下，將過氧乙酸中的活潑氧轉移到1-丁烯從而得到1，2_環(huán)氧丁烷。過氧乙酸法與氯醇法相比，優(yōu)點是無三廢污染，蒸汽消耗量小，副產(chǎn)物乙酸可以回收利用，但該法反應體系中含有大量酸，對設備腐蝕嚴重，且對操作要求也較高。
[0004]由此可以看到，現(xiàn)有生產(chǎn)1，2-環(huán)氧丁烷的工藝存在著弊端，在大力提倡綠色化學和原子經(jīng)濟性的當下，人們迫切需要開發(fā)一種既經(jīng)濟又環(huán)保的1，2-環(huán)氧丁烷生產(chǎn)方法。
[0005]近幾年來，隨著鈦硅分子篩的應用不斷擴大，以過氧化氫為氧化劑直接環(huán)氧化1-丁烯制備1，2-環(huán)氧丁烷的方法開始得到人們的關注。該方法不僅反應條件溫和，而且對環(huán)境的污染大大減小。專利CN101085763A披露了一種使用低碳醇，優(yōu)選甲醇為溶劑，以過氧化氫為氧化劑，1- 丁烯為原料，鈦硅分子篩為催化劑合成1，2-環(huán)氧丁烷的方法，雖然該法1，2-環(huán)氧丁烷選擇性高，但是其使用大量甲醇作為溶劑，不僅存在安全隱患，而且由于甲醇沸點與產(chǎn)物1，2-環(huán)氧丁烷沸點接近，致使后續(xù)的分離變得困難。


【發(fā)明內容】

[0006]技術問題:本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種清潔制備1，2_環(huán)氧丁烷的方法。
[0007]技術方案:本發(fā)明一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法包括:將溶劑、1-丁烯、過氧化氫和表面活性劑加入到裝有催化劑的反應器內，上述物質的質量比為:溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2，進行環(huán)氧化反應生成1，2-環(huán)氧丁烷，反應條件是反應溫度為50-80°C，反應壓力0.4-1.0MPa,反應時間2_4h。
[0008]所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
[0009]所述催化劑為氨水改性的鈦硅分子篩。
[0010]所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷或聚乙二醇。
[0011]本發(fā)明使用碳酸酯類物質作為溶劑，能很好地避免醇類溶劑沸點低的問題，產(chǎn)物易從體系中分離出來，而且方法簡單，對環(huán)境友好，是一種綠色制備方法。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有的制備1，2-環(huán)氧丁烷的技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0013](I)本發(fā)明過程簡單，反應條件溫和，無需高溫高壓，安全系數(shù)高，反應物利用率高，反應副產(chǎn)物主要是H2O2，對環(huán)境友好，對設備腐蝕性極低，無三廢污染。
[0014](2)本發(fā)明使用的溶劑為碳酸酯類物質，能很好地避免醇類溶劑沸點低的問題，減小了產(chǎn)物分離的能耗，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0015]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0016]實施例1、將20.0g的碳酸二甲酯、1.0g的1-丁烯、0.5g的過氧化氫、0.08g的十二烷基硫酸鈉和0.5g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中，反應溫度為50°C，反應壓力為
0.4Mpa，反應2.0h后取樣分析，雙氧水轉化率為87.2 %，I，2-環(huán)氧丁烷產(chǎn)物收率為93.3%。
[0017]實施例2、將50.0g的碳酸乙烯酯、10.0g的1- 丁烯、1.0g的過氧化氫、0.15g的烷基糖苷和1.2g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中，反應溫度為60°C，反應壓力為
1.0Mpa,反應3.0h后取樣分析，雙氧水轉化率為88.4%，I，2-環(huán)氧丁烷產(chǎn)物收率為93.9%。
[0018]實施例3、將35.0g的碳酸丙烯酯、5.5g的1- 丁烯、0.75g的過氧化氫、0.12g的聚乙二醇和0.Sg氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中，反應溫度為70°C，反應壓力為0.5Mpa，反應2.5h后取樣分析，雙氧水轉化率為84.6 %，I，2-環(huán)氧丁烷選擇率為89.3 %。
[0019]實施例4、將25.0g的碳酸丙烯酯、1.5g的1-丁烯、0.6g的過氧化氫、0.1Og的烷基糖苷和0.Sg氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中，反應溫度為80°C，反應壓力為0.8Mpa，反應4.0h取樣分析，雙氧水轉化率為85.8 %，I，2-環(huán)氧丁烷選擇率為92.5%。
[0020]實施例5、將45.0g的碳酸丙烯酯、8.5g的1-丁烯、0.9g的過氧化氫、0.13g的十二烷基硫酸鈉和0.9g氨水改性的鈦硅分子篩加入到反應器中，反應溫度為60°C，反應壓力為0.6Mpa，，反應2.0h后取樣分析，雙氧水轉化率為90.4 %，I，2-環(huán)氧丁烷選擇率為94.8 %。
【權利要求】
1.一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，其特征在于:將溶劑、1-丁烯、過氧化氫和表面活性劑加入到裝有催化劑的反應器內，上述物質的質量比為:溶劑20-50:1-丁烯1.0-10:過氧化氫0.5-1.0:表面活性劑0.08-0.15:催化劑0.5-1.2，進行環(huán)氧化反應生成1，2-環(huán)氧丁烷，反應條件是反應溫度為50-80°C，反應壓力0.4-1.0MPa,反應時間2_4h。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，其特征在于:所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，其特征在于:所述催化劑為氨水改性的鈦硅分子篩。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種1，2-環(huán)氧丁烷的清潔制備方法，其特征在于:所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷或聚乙二醇。
【文檔編號】C07D301/12GK104311512SQ201410539894
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】周建成, 王猛, 馬興軍, 李乃旭, 李樹強 申請人:東南大學