环氧丙烷绿色合成的研究进展
2022-09-21丁燕
精细石油化工 2022年5期
关键词:催化剂
丁 燕
(中国石油天然气集团有限公司大庆石化工程有限公司,黑龙江 大庆 163714)
基于催化裂解得到的烯烃,实现其下游高质量制备高端化学品是当前炼化一体化领域的核心[1]。环氧丙烷(PO)作为丙烯的第三大类衍生物是一种至关重要的化工中间体和有机化工原料,主要用于合成聚氨酯塑料、聚醚多元醇、丙二醇、非离子表面活性剂和各类不饱和树脂,在国民经济中占有重要地位[2-3]。
工业上生产环氧化合物的方法主要有3种,分别为氯醇法[4]、共氧化法[5]和过氧化氢(HPPO)法[6]。其中:氯醇法污染大、设备腐蚀严重[7-8];间接氧化法工艺流程长、联产物量大[9-10];HPPO法虽较为清洁,但过氧化氢溶液易制爆,难以长途运输,需配套过氧化氢生产装置,生产限制较大[11-13]。因此,需要开发一种绿色环保、流程简单且原料易得的环氧丙烷合成技术。
目前,环氧丙烷绿色合成技术主要有两种,分别为以金改性钛硅分子筛(Au/TS-1)为催化剂,通过H2和O2原位合成过氧化氢的丙烯临氢气相环氧化技术;和以金属卟啉为催化剂,氧气为氧源的仿生催化技术。两种技术的关键均在于催化剂的开发,本文主要叙述绿色环氧化催化体系。
1 Au/TS-1催化体系
钛硅分子筛(TS-1)是HPPO法生产环氧丙烷的催化剂。20世纪80年代,Taramasso等首次以正硅酸四乙酯为硅源、钛酸四乙酯为钛源、四丙基氢氧化铵为模板剂合成了第一代钛硅分子筛催化剂[14]。钛硅分子筛与双氧水(氧化剂)构成的催化体系具有反应条件温和、原子利用率高、绿色无污染等特点,已应用在烯烃环氧化、烷烃氧化、苯酚羟基化及环己酮氨氧化等领域,被誉为分子筛催化领域的里程碑[15]。……
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