丙烯环氧化与H_2O_2生产的集成

讨论了3种丙烯环氧化与H2O2制备的集成方式:(1)将氢蒽醌氧化和TS-1催化剂催化丙烯环氧化置于同一个反应器中进行或以甲醇/水混合萃取剂代替纯水由工作液萃取H2O2,之后将此萃取相用于环氧化反应;(2)丙烯环氧化与仲醇氧化法合成H2O2的集成;(3)在贵金属负载钛硅分子筛上丙烯与H2和O2进行环氧化反应。由于异丙醇既是合成过氧化氢的原料又是环氧化的反应溶剂,因此,异丙醇法与丙烯环氧化的集成是一种较好的途径。     

环氧丙烷清洁生产技术展望

简述了环氧丙烷的清洁生产技术研究现状,介绍了具有工业应用前景的三种清洁生产技术及存在的问题。着重介绍了国外丙烯环氧化的胶团催化技术,包括胶团催化机理、反应体系设计以及工艺开发。指出选择适用的表面活性剂、催化剂、助催化剂以及工艺开发是胶团催化技术的关键。对采用胶团催化合成环氧丙烷的工业化前景作了展望,建议加强用胶团催化技术生产环氧丙烷的研究和开发。     

Au/TiO2催化剂催化丙烯气相直接环氧化的研究

分别采用不同方法以及焙烧条件(温度、气氛)制备了一系列Au/TiO2负载型催化剂,在H2和O2共存条件下,考察了催化剂对丙烯气相直接环氧化制环氧丙烷(PO)的催化性能,探索了催化剂的催化机理.研究表明,催化 剂的环氧化活性主要与载体表面Au粒粒度、化学形态以及Au粒与载体之间的相互作用有关.     

铁为活性位的丙烯气相环氧化--FeOx/SBA-15催化剂上Na+添加引起的反应途径转变

研究了一种以铁为活性中心,以N2O为氧化剂的新型丙烯气相环氧化反应.研究发现,在FeOx/SBA-15催化剂上以N2O为氧化剂时丙烯氧化的主要产物为丙烯醛,添加钠盐后,反应主产物转变为环氧丙烷,表明添加碱金属盐可以实现反应路径从烯丙基氧化到环氧化的转变.考察了NaCl的添加量对催化性能的影响,结果表明,当Na/Fe比为5时具有最佳的环氧化催化性能.通过比较添加其它钠盐对催化性能的影响,发现钠离子的存在是实现反应由烯丙基氧化向环氧化转变的关键,其中NaCl的添加效果最好.     

异丙醇氧化与丙烯环氧化集成反应

采用异丙醇氧化法制过氧化氢(H2O2)，并利用其反应产物直接进行丙烯环氧化合成环氧丙烷(PO)。异丙醇氧化反应中，加入的稳定剂可以抑制引发剂分解生成自由基，造成反应活性降低；反应温度越高，引发剂量越多，引发剂分解生成的自由基越多，结果反应活性越高；氧分压增高，反应活性略微升高，但影响不显著。异丙醇氧化与丙烯环氧化集成反应过程中，异丙醇氧化时间越长，生成的H2O2浓度越高，则丙烯环氧化时H2O2的转化率xH2O2越低，PO生成量增多，但产率降低。     

环氧丙烷绿色合成的研究进展

介绍了环氧丙烷绿色合成催化体系,即基于金改性钛硅分子筛催化剂的丙烯临氢气相环氧化催化体系,和基于金属卟啉催化剂的仿生催化环氧化体系。并对环氧化技术发展趋势进行了总结和展望。     

W-SBA-15催化环氧化苯乙烯合成环氧苯乙烷

实验以Na2WO4为钨源直接合成W-SBA-15介孔分子筛,并以XRD、BET对W-SBA-15的结构进行了分析。以质量分数30%的H2O2为氧化剂,丙酮为溶剂,对介孔分子筛W-SBA-15催化环氧化苯乙烯反应进行了研究。其较佳工艺条件为:反应温度70℃,反应时间8 h,催化剂用量为原料的10.0%(质量分数),n(苯乙烯):n(丙酮):n(H2O2)=1∶2∶2,苯乙烯的转化率可达34.25%,环氧苯乙烷的选择性为36.54%,环氧苯乙烷的收率为12.51%(质量分数)。     

丙烯环氧化反应溶剂效应和酸碱效应研究

以用四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂合成的钛硅分子筛TS-1为催化剂,H2O2为氧化剂,研究了丙烯环氧化反应中的溶剂效应和酸碱效应.结果表明,采用甲醇-水混合溶剂,随着溶剂中水含量的增加,环氧丙烷(PO)选择性下降,丙二醇(PG)选择性升高.少量水对H2O2转化率影响不大,但水量超过50%时,H2O2转化率明显降低.与甲醇相比,采用乙醇、异丙醇、正丙醇或丙酮为溶剂时,反应效果均较差.反应介质的pH值对环氧化产物分布影响显著.碱性物质的加入可以明显地提高PO选择性,抑制PO和溶剂发生副反应.过量碱性物质易造成催化剂失活,这种失活是可逆的.控制碱性添加物的用量,催化剂重复使用21次仍具有较好的催化性能.实验结果证实了钛硅分子筛-醇类溶剂-H2O2共存的体系中反应按五元环过渡态的机理进行.     

丙烯环氧化反应溶剂效应和酸碱效应研究

以用四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂合成的钛硅分子筛TS－1为催化剂,H2O2为氧化剂,研究了丙烯环氧化反应中的溶剂效应和酸碱效应。结果表明,采用甲醇－水混合溶剂,随着溶剂中含量的增加,环氧丙烷（PO）选择性下降,丙二醇（PG）选择性升高。少量水对H2O2转化率影响不大,但水量超过50％时,H2O2转化率明显降低。与甲醇相比,采用乙醇、异丙醇或丙酮为党课时,反应效果均较差。反应介质的pH值对环氧化产物分布影响显著。碱性物质的加入可以明显地提高PO选择性,抑制O和溶剂发生副反应。过量碱性物质易造成催化剂失活,这种失活是可逆的。控制碱性添加物的用量,催化剂重复使用21次仍具有较好的催化性能。实验结果证实了钛硅分子筛－醇类溶剂－H2O2共存的体系中反应按五元环过渡态的机理进行。     

超声辅助液相后合成Ti-SBA-15催化剂的表征及其在丙烯环氧化中的性能

以全硅介孔分子筛SBA-15为载体,以钛酸四异丙酯为钛源,在超声辅助条件下采用液相后合成方法制备了Ti-SBA-15催化剂,并借助XRD、N2吸附、TEM和UV-Vis等表征手段研究了催化剂的结构特性。以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂,考察了Ti-SBA-15催化剂在丙烯环氧化反应中的催化性能。实验结果表明,在超声波的空化作用下,Ti原子更易于进入SBA-15分子筛骨架中形成具有环氧化活性的四配位Ti物种,同时也有效减弱了后合成过程对SBA-15分子筛孔道结构的破坏。与常规液相后合成方法相比,采用超声辅助液相后合成方法制备的Ti-SBA-15催化剂表现出更高的丙烯环氧化催化性能,CHP转化率达到94.8%,环氧丙烷选择性达到96.5%,CHP的有效利用率达到91.5%。     

HTS分子筛催化丙烯环氧化反应的研究

研究了晶粒具有空心结构的钛硅分子筛（HTS）催化丙烯环氧化反应的催化性能。分别考察了成型粘结剂、反应温度对HTS催化丙烯环氧化反应的影响。结果表明，硅溶胶作粘合剂挤条成型催化剂对环氧丙烷的选择性显著优于铝溶胶，环氧丙烷选择性和H2O2有效利用率均随反应温度的升高而降低。在固定床反应装置上，采用正交试验法优化的反应条件为：丙烯与H2O2的摩尔比3∶1，甲醇与H2O2的摩尔比为40∶1，质量空速为7.5 h-1。     

环氧丙烷生产工艺经济技术评析

含钛沸石分子筛用于丙烯与低浓度过氧化氢选择性氧化可以得到较高环氧化产率。在廉价钛硅分子筛催化剂作用下,丙烯过氧化氢环氧化工艺有可能获得工业化。分析比较了已经工业或可能工业化的环氧丙烷生产路线,对以过氧化氢为原料的环丙烷生产工艺进行了经济技术评析,表明该工艺路线在生产成本及环境保护等方面具有较强的竞争力。     

Ti-HMS催化剂的制备及其催化丙烯环氧化

以长链伯胺为模板剂、正硅酸乙酯和钛酸四丁酯为原料制备了Ti-HMS介孔分子筛,经硅烷化处理后得到Ti-HMS催化剂并将其应用于丙烯环氧化反应。采用XRD、N2吸附-脱附和UV-Vis等表征手段研究了合成母液中水与乙醇的体积比(简称水醇比)、模板剂分子链长度、钛含量等因素对Ti-HMS催化剂结构特性的影响。表征结果显示,合成母液中加入适量水能提高催化剂的介孔有序度并增大比表面积和孔体积,最佳水醇比为0.30～0.60。采用分子链较长的模板剂或减少钛含量能促使钛原子进入HMS分子筛骨架中,同时增大比表面积、孔径、孔体积和孔壁厚度。Ti-HMS催化剂上同时存在骨架四配位钛物种和骨架外六配位钛物种,前者是催化丙烯环氧化反应的关键活性位,而后者则会引起氧化剂无效分解。     

氧化镁改性微米TS-1催化丙烯环氧化

合成了粒径在1~2 μm的廉价微米TS-1,并经MgO改性,杀灭其上少量的酸中心;采用SEM、XRD、BET对MgO改性前后的TS-1进行了表征,并考察了其在甲醇溶剂体系丙烯环氧化的催化性能。结果表明,TS-1催化剂经MgO改性后,可以显著提高其催化丙烯环氧化反应的环氧丙烷(PO)选择性,减少副反应的发生;在最优化反应条件CH₂O₂ =1.0 mol/L, θ = 60℃, t = 60 min, p_C3↓H6↓ = 0.6 MPa,以及按每1 gTS-1需80 mL CH₃OH的比例下,H₂O₂转化率达到99.5%,环氧丙烷选择性达到96.7%,环氧丙烷收率比未改性的微米TS-1也有明显提高。     

La改性的Ag/TS-1催化剂上丙烯选择氧化制环氧丙烷

在H2 和O2 混合气体存在下 ,在常压固定床、石英反应器上考察了La改性的Ag/TS - 1催化剂催化丙烯环氧化反应。研究结果表明 ,Ag和La负载在TS - 1上的先后顺序对丙烯环氧化反应有影响。H2 在丙烯气相氧化反应体系中起着重要的作用。     

TS-1催化丙烯环氧化与H_2O_2生产过程的集成Ⅰ蒽醌法中各物质对环氧化反应的影响

研究了蒽醌法生产H2 O2 过程中蒽醌衍生物、溶剂、各种添加剂对丙烯环氧化反应的影响。结果表明 ,在过程集成中 ,少量蒽醌衍生物及其溶剂 ,对丙烯环氧化反应及TS -1催化剂失活、再生没有明显的影响 ;酸性焦磷酸二钠、硝酸钠对环氧化反应没有影响 ,对TS -1催化剂失活影响不大 ;磷酸使环氧丙烷选择性降低 ,硝酸铵使H2 O2 转化率和环氧丙烷选择性均降低 ,它们使TS -1催化剂失活加快 ;碳酸钾使环氧丙烷选择性降低 ,三甲胺引起TS -1催化剂失活     

CuOx/CNTs催化剂上丙烯氧气环氧化反应

以尿素为沉淀剂,通过均相沉积-沉淀法合成了CuO/CNTs(CNTs即碳纳米管)复合材料,对CuO/CNTs在不同气氛和温度下进行预处理;并采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对预处理后的CuOx/CNTs催化剂的物相结构、微观形貌和粒径大小进行了表征,发现不同预处理方式可以控制Cu物种的价态分布;然后详...     

钛硅分子筛的制备、表征及其催化丙烯环氧化工艺的研究

以正硅酸乙酯为硅源、钛酸四丁酯为钛源、四丙基氢氧化铵为模板剂,采用水热合成法制备钛硅分子筛。利用X射线粉末衍射（XRD）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和扫描电镜（SEM）方法对该分子筛进行了表征。以H2O2为氧化剂、甲醇为溶剂,在淤浆床反应器中研究了钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应的性能。结果表明,在钛硅分子筛用量1.5 g、甲醇用量150 mL、30% H2O2 用量25 mL、2.5% NaHCO3用量0.2 mL、反应温度55 ℃、反应压力0.2 MPa、反应时间1 h、丙烯流量 1 L/min的条件下,H2O2的转化率和有效利用率分别达到94.4%和88.8%,环氧丙烷选择性和收率分别为98.7%和87.6%,反应体系中丙烯质量分数约为8.0%。