環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展

目前，環(huán)氧丙烷(PO)的生產(chǎn)方法主要有氯醇法、共氧化法(又叫“間接氧化法”)和直接氧化法。由于氯醇法對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)，“三廢”排放量大，制約了其發(fā)展；共氧化法包括異丁烷共氧化法(聯(lián)產(chǎn)叔丁醇的共氧化TBA法，或聯(lián)產(chǎn)MTBE的PO/MTBE法)、乙苯共氧化法(聯(lián)產(chǎn)苯乙烯的共氧化法PO/SM)和異丙苯過氧化物法(CHP法)；直接氧化法包括雙氧水為氧化劑的HPPO法和氧氣直接氧化法。

理論上來看，合成PO的最簡單、最合理的方式莫過于通過丙烯和氧氣直接環(huán)氧化制得。直接氣相氧化生產(chǎn)PO成本僅為氯醇法的1/4～1/3，而且副產(chǎn)物少、易于分離、無污染。但分子氧與有機(jī)分子反應(yīng)時(shí)極易發(fā)生熱力學(xué)更占優(yōu)勢(shì)的深度氧化過程，因此具有高選擇性的丙烯直接環(huán)氧化催化劑已成為研究和開發(fā)的重點(diǎn)。

王瑞璞等以Ag/TS-1為催化劑，O2為氧化劑，在實(shí)驗(yàn)室常壓固定床上研究了丙烯的氣相催化氧化合成環(huán)氧丙烷的反應(yīng)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)H2的存在能夠有效的抑制丙烯的過度氧化，有效的提高了環(huán)氧丙烷的收率及選擇性。

近幾年來，隨著新的催化體系的發(fā)現(xiàn)和催化技術(shù)的進(jìn)步，O2直接氧化法也得到了快速的發(fā)展。魯繼青等在國內(nèi)率先研究了在Cu系列催化劑下，分子氧對(duì)丙烯直接氧化的反應(yīng)行為，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在助劑NaCl的作用下，能夠發(fā)生丙烯的環(huán)氧化反應(yīng)，環(huán)氧丙烷的生成速率受到載體和Cu載量的影響，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件能夠得到0.16%的轉(zhuǎn)化率和44%的環(huán)氧丙烷的選擇性。

萊昂德爾公司與住友化學(xué)公司分別開發(fā)氣相催化直接氧化工藝。對(duì)銀催化劑用堿金屬、堿土金屬化合物適當(dāng)改性，在原料氣中加入一些氣體助劑，選擇適宜的工藝條件， PO選擇性26.3%，丙烯轉(zhuǎn)化率54%。

總之，O2直接氧化法工藝簡單，具有明顯的原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性，但同樣也是催化領(lǐng)域的一大難題，目前關(guān)于O2直接氧化法的研究報(bào)道很多，反應(yīng)結(jié)果都還不太理想，尚難以達(dá)到轉(zhuǎn)化率和選擇性的雙重高效。

(中國石化有機(jī)原料科技情報(bào)中心站供稿)