一種制備丙二醇的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種制備丙二醇的方法。
【背景技術】
[0002] 丙二醇（PG)，別名丙烯甘醇，常見的是1，2-丙二醇，是制備不飽和聚酯、環氧樹脂 和聚氨酯樹脂的重要原料，其中，不飽和聚酯大量用于表面涂料和增強塑料。丙二醇的粘性 和吸濕性好，并且無毒，因而在食品、醫藥和化妝品工業中廣泛用作吸濕劑、抗凍劑、潤滑劑 和溶劑。在食品工業中，丙二醇和脂肪酸反應生成丙二醇脂肪酸酯，主要用作食品乳化劑； 同時，丙二醇也是調味品和色素的優良溶劑。丙二醇在醫藥工業中常用作各類軟膏、油膏的 溶劑、軟化劑和賦形劑等，由于其與各類香料具有較好互溶性，因而也用作化妝品的溶劑和 軟化劑等。丙二醇還用作煙草增濕劑、防霉劑，食品加工設備潤滑油和食品標記油墨的溶 劑。
[0003] 現有技術中，丙二醇主要是通過丙烯氧化物的再轉化來生產，通常是在180-220°c 和15-25巴下進行，同時必須采用大量的水以抑制聚乙二醇的產生。例如，CN1768027A公 開了一種由丙烯氧化物制備丙二醇的方法，該方法首先使丙烯氧化物與二氧化碳在基本不 含水的條件下接觸反應，生成碳酸亞丙酯中間產物；然后，在使碳酸亞丙酯與水接觸反應， 得到丙二醇。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于克服現有的通過丙烯氧化物的再轉化來制備丙二醇的方法通 常需要在高溫(如180-220°c )下進行的不足，提供一種制備丙二醇的方法，該方法即使在溫 和的反應溫度（如不高于160°C的溫度）下，也能夠獲得較高的環氧丙烷轉化率和丙二醇選 擇性。
[0005] 本發明的發明人在研究過程中意外地發現，在環氧丙烷水解制備的丙二醇的過程 中，如果在反應體系中引入含有模板劑的鈦硅分子篩作為催化劑，能夠有效地降低反應溫 度，同時還能夠明顯提高環氧丙烷的轉化率和丙二醇的選擇性。在此基礎上完成了本發明。
[0006] 本發明提供了一種制備丙二醇的方法，該方法包括：在水解反應條件下，將環氧丙 烷和水與至少一種催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
[0007] 在鈦硅分子篩的合成過程中，有機模板劑起到非常重要的作用，但是通常情況下， 使用前需要將模板劑從分子篩的主體孔道中除去(例如將合成得到的鈦硅分子篩進行焙 燒)，才能實現分子篩的催化或吸附性能。本發明的方法將含有模板劑的鈦硅分子篩用作 由環氧丙烷制備丙二醇的催化劑，即使在較低的反應溫度(如不高于160°c，甚至不高于 120°C )下進行反應，也能獲得高的環氧丙烷轉化率和丙二醇選擇性。
[0008] 另外，本發明的方法簡便易行，如在高壓釜式反應器進行時，只需通過如過濾的固 液分離方法即可將分子篩與含有丙二醇的液相混合物分離。
【具體實施方式】
[0009]本發明提供了一種制備丙二醇的方法，該方法包括：在水解反應條件下，將環氧丙 烷和水與至少一種催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
[0010] 含有模板劑的鈦硅分子篩是指含有合成過程中殘留的模板劑的鈦硅分子篩，也就 是：鈦硅分子篩在合成之后沒有經歷脫除模板劑的過程，或者即使鈦硅分子篩經歷過脫除 模板劑的過程，但是模板劑并未全部被脫除。
[0011] 本發明對于含有模板劑的鈦硅分子篩中的模板劑的含量沒有特別限定，可以根據 鈦硅分子篩的種類以及具體的水解反應條件進行選擇。一般地，所述鈦硅分子篩中，模板劑 的含量可以為0. 1_25重量％。優選地，所述鈦娃分子篩中，模板劑的含量為1-20重量％，如 5-20重量％。所述模板劑的含量可以采用熱失重分析法測定，一般地，可以將熱失重分析中 在200-800°C之間的重量損失百分數作為模板劑的重量百分含量。
[0012] 所述模板劑可以為合成鈦硅分子篩的過程中通常使用的各種模板劑，例如：所述 模板劑可以為季銨堿、脂肪族胺和脂肪族醇胺中的一種或多種。所述季銨堿可以為各種有 機四級銨堿，所述脂肪族胺可以為各種NH 3中的至少一個氫被脂肪族烴基(如烷基）取代后 形成的化合物，所述脂肪族醇胺可以為各種NH3中的至少一個氫被含羥基的脂肪族基團(如 烷基）取代后形成的化合物。
[0013] 具體地，所述堿性模板劑可以為選自通式I表示的季銨堿、通式II表示的脂肪族 胺和通式III表示的脂肪族醇胺中的一種或多種。
[0014]
【主權項】
1. 一種制備丙二醇的方法，該方法包括：在水解反應條件下，將環氧丙烷和水與至少 一種催化劑接觸，其中，所述催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩中，模板劑的含量為0. 1-25重 量％。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述模板劑為季銨堿、脂肪族胺和脂肪族醇 胺中的一種或多種。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩為選自具有MFI結構的鈦硅 分子篩、具有MEL結構的鈦硅分子篩、具有BEA結構的鈦硅分子篩、具有MWW結構的鈦硅分 子篩、具有MOR結構的鈦硅分子篩、具有TUN結構的鈦硅分子篩和具有二維六方結構的鈦硅 分子篩中的一種或多種。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，所述鈦硅分子篩為具有MFI結構的空心鈦硅 分子篩，所述空心鈦硅分子篩的晶粒為空心結構，該空心結構的空腔部分的徑向長度為 5_300nm。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述接觸在至少一種過氧化物的存在下進行，所 述過氧化物與環氧丙烷的摩爾比為0. 0001-0. 1 :1。
7. 根據權利要求1或6所述的方法，其中，所述接觸在至少一種溶劑的存在下進行，所 述溶劑與所述催化劑的重量比為〇. 1-1000 :1。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述溶劑選自C3-C8的酮、C1-C 3的羧酸和C2-C8的 腈。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中，環氧丙烷與水的摩爾比為1 :0. 1-10。
10. 根據權利要求1或9所述的方法，其中，所述水解反應在溫度為10-160°C的條件下 進行。
11. 根據權利要求1或9所述的方法，其中，環氧丙烷與所述催化劑的重量比為 0. 1-100 :1，以表壓計，所述水解反應在壓力為0-2. 5MPa的條件下進行。
【專利摘要】本發明提供了一種制備丙二醇的方法，包括在水解反應條件下，將環氧丙烷和水與至少一種催化劑接觸，其中，催化劑為含有模板劑的鈦硅分子篩。本發明的方法將含有模板劑的鈦硅分子篩用作由環氧丙烷制備丙二醇的催化劑，即使在較低的反應溫度（如不高于160℃，甚至不高于120℃）下進行反應，也能獲得高的環氧丙烷轉化率和丙二醇選擇性。
【IPC分類】C07C31-20, C07C29-10
【公開號】CN104557460
【申請號】CN201310520560
【發明人】林民, 史春風, 朱斌
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月29日