專利名稱：制備環(huán)氧烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用有機(jī)氫過氧化物制備環(huán)氧烷的方法。
背景技術(shù)：
利用有機(jī)氫過氧化物制備環(huán)氧烷、特別是環(huán)氧丙烷的方法在本領(lǐng)域中是公知的。如US-A-5,883,268中所述，制備環(huán)氧丙烷的方法可以包括將乙苯過氧化，然后將該過氧化反應(yīng)產(chǎn)物與足以中和其酸性成分的量的含水堿接觸，并將所得的混合物分離成含水物流和脫酸的有機(jī)物流。用水洗滌堿污染的脫酸的氫過氧化物流。類似方法描述于WO-A-03/066584中。在這些方法中，必須將有機(jī)相與水相分離。該分離可利用聚結(jié)器有效進(jìn)行。
聚結(jié)器包含有促進(jìn)分散液中液滴生長的纖維。但如果在本發(fā)明方法中將常規(guī)聚結(jié)器用于將有機(jī)相與水相分離，則會喪失它們的機(jī)械強度。另外，在某些情況下觀察到有機(jī)氫過氧化物的分解令人不能接受。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明方法中包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器適用于將水相與烴相分離，且同時保持它們的機(jī)械強度。另外，發(fā)現(xiàn)聚丙烯纖維不會增加氫過氧化物的分解或者只增加至非常有限的程度。另一個優(yōu)點是發(fā)現(xiàn)在本方法所采用的反應(yīng)條件下，聚丙烯纖維不會在乙苯-氫過氧化物于乙苯的溶液中分解。
因此，本發(fā)明涉及一種制備環(huán)氧烷的方法，該方法包括(a)將有機(jī)化合物氧化以得到包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物，(b)將至少部分該包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物用堿性水溶液洗滌，(c)將在步驟(b)中得到的混合物分離成烴相和水相，(d)將至少部分在步驟(c)中得到的烴相用水洗滌，
(e)將在步驟(d)中得到的混合物分離成烴相和水相，和(f)將至少部分在步驟(e)中得到的烴相與烯烴和催化劑接觸以得到環(huán)氧烷，其中，利用包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器進(jìn)行步驟(c)和/或(e)的烴相和水相的分離。
聚丙烯纖維通常不用于其中使它們與芳族化合物接觸的方法中，因為在這類環(huán)境中這些纖維會溶脹至使它們的機(jī)械性能變得不能接受。但更令人驚奇的是，聚丙烯纖維在本發(fā)明方法中效果很好。
具體實施例方式
用于本發(fā)明方法的烯烴優(yōu)選是包含2-10個碳原子的烯烴，更優(yōu)選是包含2-4個碳原子的烯烴。相應(yīng)制備的環(huán)氧烷也優(yōu)選包含2-10個碳原子，更優(yōu)選2-4個碳原子。可以使用的烯烴的例子包括乙烯、丙烯、1-丁烯和2-丁烯，利用這些烯烴可制得相應(yīng)的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷。
對于制備環(huán)氧丙烷而言，本發(fā)明的方法特別有利。因此，最優(yōu)選的烯烴是丙烯，利用它可以制得相應(yīng)的環(huán)氧丙烷。
盡管用于本發(fā)明方法的有機(jī)化合物原則上可以是任何化合物，但最常用的有機(jī)化合物是烷芳基化合物。最常用的烷芳基化合物是含有至少1個烷基取代基的苯化合物，該烷基取代基含有1-10個碳原子，優(yōu)選2-8個碳原子。優(yōu)選地，該苯化合物平均含有1-2個取代基。最常見的烷芳基化合物是乙苯、異丙苯和二(異丙基)苯。
有機(jī)化合物的氧化可以通過本領(lǐng)域公知的任何合適的方法進(jìn)行。該氧化可以在稀釋劑存在下在液相中進(jìn)行。該稀釋劑優(yōu)選是在反應(yīng)條件下為液體并且不會與起始原料和得到的產(chǎn)物反應(yīng)的化合物。但該稀釋劑還可以是在反應(yīng)期間必然存在的化合物。例如，如果烷芳基化合物是乙苯，則稀釋劑也可以是乙苯。
除了所需的有機(jī)氫過氧化物之外，在有機(jī)化合物的氧化期間還生成了多種雜質(zhì)。盡管這些雜質(zhì)大多數(shù)以少量存在，但在有機(jī)氫過氧化物的進(jìn)一步使用中特別發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸的存在有時會產(chǎn)生問題。如US-A-5,883,268中所述，減少雜質(zhì)量的方法是將包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物與含水堿性溶液接觸。但與含水堿性溶液的接觸將一定量的堿金屬引入到包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物中。盡管可以通過堿洗降低有機(jī)酸的量，但堿金屬雜質(zhì)的量增加。
在本發(fā)明的方法中，將包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物與堿性水溶液接觸，更具體為含有一種或多種堿金屬化合物的堿性水溶液。用于含水堿性溶液的合適的堿源包括堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽。這些化合物的例子是NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3和KHCO3?？紤]到它們的易獲得性，優(yōu)選使用NaOH和/或Na2CO3。
在步驟(c)和(e)中，將包含有機(jī)氫過氧化物的烴相與水相分離。一種優(yōu)選方法包括使烴相和水相在沉降器中沉降并且隨后將烴相與水相分離。在該情形中，步驟(c)和/或(e)將包括(1)使得到的混合物在沉降器中沉降，(2)從沉降器中除去烴相和水相，和(3)在包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器中處理在步驟(2)中得到的烴相以得到無水烴相。
優(yōu)選的是至少步驟(c)在包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器中進(jìn)行，因為據(jù)認(rèn)為聚結(jié)器纖維機(jī)械強度的降低是由纖維與堿性水溶液之間的接觸造成的。
用于本發(fā)明的聚丙烯纖維原則上可以是任何纖維。但優(yōu)選該聚丙烯纖維不含有含磷和/或硫的添加劑。在一些情況下發(fā)現(xiàn)，這些添加劑可能導(dǎo)致有機(jī)氫過氧化物的分解增加。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為合適的聚丙烯纖維是由基于聚丙烯總量的元素硫的量含有少于1000ppm硫的聚丙烯制成的纖維?；诰郾┛偭康脑亓椎牧?，磷的量優(yōu)選至多為1000ppm。最優(yōu)選地，硫的量至多為290ppm，同時磷的量至多為250ppm。該聚丙烯優(yōu)選是全同立構(gòu)的均聚物。
在本發(fā)明的方法中優(yōu)選使用經(jīng)過梳理的聚丙烯纖維。纖維的梳理包括將纖維束分開和打開成單根纖維，并對單根纖維提供牽伸、定向和/或隨機(jī)排列。
優(yōu)選地，步驟(c)和/或(e)的烴相和水相的分離在0-80℃的溫度下進(jìn)行。
用于本發(fā)明的聚結(jié)器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知為合適的任何聚結(jié)器。可以使用的聚結(jié)器是含有包含聚丙烯纖維或者由聚丙烯纖維構(gòu)成的床或墊的垂直或水平容器。在這些容器中，烴相和/或水相的混合物通過該床或墊。另一類聚結(jié)器是含有烴相和/或水相的混合物從中通過的包含聚丙烯纖維或者由聚丙烯纖維構(gòu)成的內(nèi)構(gòu)件的聚結(jié)器。這些內(nèi)構(gòu)件有時被稱作濾筒。如果需要更大的接觸面積，則存在這些內(nèi)構(gòu)件可能是有利的。更大的接觸面積允許更低的空速。
可以有利地將烴相和水相的混合物在與含有內(nèi)構(gòu)件的聚結(jié)器接觸之前過濾。這類過濾器通常具有至多20微米的開口，優(yōu)選至多10微米。
用于本發(fā)明的聚結(jié)器可以本領(lǐng)域那些技術(shù)人員公知的常規(guī)方式使用。通常在操作期間監(jiān)控在纖維床或纖維墊的壓降。如果壓降變得不能接受，則可以例如通過反洗洗滌所述床或墊。
在步驟(d)中，將至少部分分離的所得烴相用水洗滌。水可以是清水，但優(yōu)選至少部分由廢水組成。在本方法的其它步驟中，通常利用新鮮水、循環(huán)水和任選的其它廢水的組合來進(jìn)行洗滌。
在步驟(d)之后，在步驟(e)中將烴相與水相分離。
根據(jù)在包含有機(jī)過氧化物的烴相中存在的雜質(zhì)的量，可以將工藝步驟(d)和(e)進(jìn)行一次或多次。優(yōu)選地，將這些工藝步驟的組合進(jìn)行1-3次。
在工藝步驟(f)中，在催化劑的存在下將至少部分在步驟(e)中得到的包含有機(jī)氫過氧化物的烴相與烯烴接觸以得到環(huán)氧烷。將有機(jī)氫過氧化物轉(zhuǎn)化成醇?？蛇m合用于該過程的催化劑包括二氧化硅和/或硅酸鹽上的鈦。優(yōu)選的催化劑描述于EP-A-345856中。該反應(yīng)通常在中等的溫度和壓力下進(jìn)行，特別是在0-200℃、優(yōu)選25-200℃的溫度下進(jìn)行。確切的壓力并不關(guān)鍵，只要其足以將反應(yīng)混合物保持為液體或蒸汽和液體的混合物即可。大氣壓可以符合要求。一般而言，壓力可以為1-100×105N/m2。
可以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知為合適的任何方式從反應(yīng)產(chǎn)物中分離環(huán)氧烷。可以通過分餾、選擇性萃取和/或過濾處理該液態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物?？梢曰厥杖軇⒋呋瘎┖腿魏挝捶磻?yīng)的烯烴或氫過氧化物以進(jìn)一步使用。
優(yōu)選地，用于本發(fā)明的有機(jī)化合物是乙苯且該方法通常還包括(g)從包含1-苯基乙醇的反應(yīng)混合物中分離至少部分環(huán)氧烷，和(h)將至少部分1-苯基乙醇轉(zhuǎn)化成苯乙烯。
可用于該步驟的方法描述于WO99/42425和WO99/42426中。但原則上可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的任何合適方法。
另外通過以下實施例來描述本發(fā)明。
實施例1在反應(yīng)器中，將空氣鼓風(fēng)通過乙苯。將得到的產(chǎn)物蒸餾以獲得包含約25wt％于乙苯中的氫過氧化乙苯(EBHP)的混合物。另外，該混合物中將存在副產(chǎn)物。
通過混合65g Na2CO3、1000g水和65g苯甲酸而制備堿性水溶液。該溶液的pH為8.5-9.0。
在80℃下將聚合物纖維與600ml氫過氧化乙苯溶液和300mlNa2CO3溶液的混合物接觸1個月。在1個月之后，聚合物纖維的斷裂強度描述于表1中。
另外，還包括了從供應(yīng)商處獲得的聚合物的斷裂強度。
表1

*未測。未觀察到明顯降低
**分解成紙漿狀物質(zhì)a得自Hoechst的Trevira813型b由二氨基苯和對苯二甲酸制備的聚酰胺c尼龍-6實施例2通過在80℃下將纖維與20wt％于乙苯中的氫過氧化乙苯接觸而確定EBHP溶液對聚合物纖維的影響。
由于這些纖維的機(jī)械強度是不能接受的，因此未測在聚酯纖維和纖維素存在下的分解。
表2中的數(shù)據(jù)是在235小時后存在于溶液中的分解產(chǎn)物化合物的量，除了尼龍-6的測試較短(72小時)之外。
表2

b由二氨基苯和對苯二甲酸制備的聚酰胺c尼龍-6***72小時后測量
權(quán)利要求
1.一種制備環(huán)氧烷的方法，該方法包括(a)將有機(jī)化合物氧化以得到包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物，(b)將至少部分該包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物用堿性水溶液洗滌，(c)將在步驟(b)中得到的混合物分離成烴相和水相，(d)將至少部分在步驟(c)中得到的烴相用水洗滌，(e)將在步驟(d)中得到的混合物分離成烴相和水相，和(f)將至少部分在步驟(e)中得到的烴相與烯烴和催化劑接觸以得到環(huán)氧烷，其中，利用包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器進(jìn)行步驟(c)和/或(e)的烴相和水相的分離。
2.權(quán)利要求1的方法，其中利用包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器進(jìn)行步驟(c)的分離。
3.權(quán)利要求1和/或2的方法，其中通過以下方式進(jìn)行烴相和水相的分離(1)使得到的混合物在沉降器中沉降，(2)從沉降器中除去烴相和水相，和(3)在包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器中處理在步驟(2)中得到的烴相以得到無水烴相。
4.權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中用于洗滌的水至少部分由廢水組成。
5.權(quán)利要求1-4任一項的制備環(huán)氧烷的方法，其中有機(jī)化合物是乙苯且該方法還包括(g)從包含1-苯基乙醇的反應(yīng)混合物中分離至少部分環(huán)氧烷，和(h)將至少部分1-苯基乙醇轉(zhuǎn)化成苯乙烯。
6.權(quán)利要求1-5任一項的方法，其中烯烴是丙烯且環(huán)氧烷是環(huán)氧丙烷。
全文摘要
一種制備環(huán)氧烷的方法，該方法包括(a)將有機(jī)化合物氧化以得到包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物，(b)將至少部分該包含有機(jī)氫過氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物用堿性水溶液洗滌，(c)將在步驟(b)中得到的混合物分離成烴相和水相，(d)將至少部分在步驟(c)中得到的烴相用水洗滌，(e)將在步驟(d)中得到的混合物分離成烴相和水相，和(f)將至少部分在步驟(e)中得到的烴相與烯烴和催化劑接觸以得到環(huán)氧烷，其中，利用包含聚丙烯纖維的聚結(jié)器進(jìn)行步驟(c)和/或(e)的烴相和水相的分離。
文檔編號C07D301/32GK1938069SQ200580009739
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者G·J·黑茨沃爾夫, E·B·德弗里斯 申請人:國際殼牌研究有限公司