制備烯烴環氧化物的方法和系統技術方案

公開了通過使用氧氣氧化相應的支鏈烴來生產具有多于三個碳原子的烯烴環氧化物的方法和系統。生產烯烴環氧化物的方法包括使支鏈烷烴氧化以至少產生有機氫過氧化物。所述方法還包括通過與所述有機氫過氧化物的至少一部分的催化反應使支鏈烯烴環氧化以至少產生烯烴環氧化物和醇。所述方法還包括將所述醇的至少一部分轉化成另外的支鏈烷烴和/或另外的支鏈烯烴。鏈烯烴。鏈烯烴。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】制備烯烴環氧化物的方法和系統


[0001]本申請涉及通過使用氧氣氧化相應的支鏈烴(烷烴或烯烴)來生產具有三個以上碳原子的烯烴環氧化物的方法和系統。

技術介紹

[0002]烯烴環氧化物是一種重要的中間體，其可以轉化成許多有用的產物，例如，烯烴環氧化物可以轉化成表面活性劑、洗滌劑、酯和環氧化物。在一些情況下，環氧化物如異丁烯環氧化物可以轉化成內酯(通過羰基化)并進一步轉化成聚內酯。環氧化物如異丁烯環氧化物也可以通過與二氧化碳共聚而轉化成聚碳酸酯。烯烴環氧化物可以通過用環氧化劑氧化烯烴來生產。在環氧化期間，氧原子從環氧化劑轉移到烯烴中的C＝C雙鍵，從而形成具有兩個碳和一個氧的三元環。合適的環氧化劑通?？梢园ㄟ^酸、氫過氧化物、過氧化氫、臭氧或O2(在環氧乙烷的情況下)。所有現有技術都需要烯烴作為進料，可以通過烷烴的蒸汽裂化、催化裂化或催化脫氫來產生烯烴。由于由烷烴生產烯烴的方法是高度吸熱的，因此希望找到另外的、低能耗的由烷烴生產烯烴環氧化物的方法。

技術實現思路

[0003]本文公開了一種生產烯烴環氧化物的示例性方法。所述示例性方法可以包括使支鏈烷烴氧化以至少產生有機氫過氧化物。所述示例性方法還可以包括通過與所述有機氫過氧化物的至少一部分的催化反應使支鏈烯烴環氧化以至少產生烯烴環氧化物和醇。所述示例性方法還可以包括將所述醇的至少一部分轉化成另外的支鏈烷烴和/或另外的支鏈烯烴。
[0004]本文還公開了用于生產烯烴環氧化物的另一示例性方法。所述示例性方法可以包括使包含異丁烷的支鏈烷烴流氧化以至少產生叔丁基過氧化氫。所述示例性方法還可以包括通過與所述叔丁基過氧化氫的至少一部分的催化反應使異丁烯環氧化以至少產生異丁烯環氧化物和叔丁醇。所述示例性方法還可以包括使所述叔丁醇的至少一部分脫水以產生水和用于環氧化步驟的另外的異丁烯。
[0005]本文還公開了一種用于生產烯烴環氧化物的示例性系統。所述示例性系統可以包括氧化器，所述氧化器能夠操作以接收支鏈烷烴流和氧流并且至少產生氫過氧化物流。示例性系統還可以包括環氧化反應器，所述環氧化反應器流體耦合到所述氧化器并且能夠操作以至少接收所述氫過氧化物流的一部分和支鏈烯烴流并至少產生醇流和包含烯烴環氧化物的產物流。示例性系統還可以包括反應器，所述反應器流體耦合至環氧化反應器，所述環氧化反應器能夠操作以接收所述醇流的至少一部分。
附圖說明
[0006]這些附圖示出了本公開的特定方面，并且不應被用于限制或限定本公開。
[0007]圖1是根據本公開的實施方式的用于生產烯烴環氧化物的方法的示意圖。
[0008]圖2是根據本公開的實施方式的用于生產烯烴環氧化物的另一方法的示意圖。
具體實施方式
[0009]本申請涉及通過使用氧氣或空氣氧化相應的烴(烷烴和/或烯烴)來生產具有三個以上碳原子的烯烴環氧化物的方法和系統。
[0010]本文公開的方法和系統可存在多種潛在的優點，在本公開中僅提及了其中的一些優點。如上所討論，烯烴環氧化物可以是生產許多有用產品中的重要中間體。有利地，所述實施方式提供使烷烴與氧氣(空氣)反應以生產具有三個以上碳原子的烯烴氧化物的方法和系統。所述方法和系統可以是特別有利的，因為實施方式可以在僅使用支鏈烴、氧氣和任選的氫氣的集成方法中生產烯烴氧化物。合適的支鏈烴可以包括、可以是異烷烴或異烯烴。例如，異烷烴可以與氧氣一起用于生產烯烴環氧化物的集成方法中。作為進一步的實施例，異烯烴可以與氧氣和氮氣一起用于生產烯烴環氧化物的集成方法中。在至少一個實施方式中，有機氫過氧化物可以在所述方法中由異烷烴的氧化產生。因此，所公開的方法和系統可以使得能夠由易得的材料如異烷烴和異烯烴有效地大規模生產烯烴氧化物。
[0011]實施方式可以包括一種用于使烴氧化以生產烯烴環氧化物的集成方法。所述方法可以包括以下步驟：(1)使支鏈烷烴氧化成有機氫過氧化物；(2)使用所述有機氫過氧化物使支鏈烯烴環氧化以產生烯烴環氧化物和對應于所述支鏈烷烴的醇；和(3)轉化所述醇以產生支鏈烷烴或支鏈烯烴。步驟(2)中產生的烯烴環氧化物可以包含三個以上碳原子。步驟(3)中產生的支鏈烯烴可以包括例如來自步驟(2)的支鏈烯烴。例如，步驟(3)的醇轉化可以包括醇脫水以產生支鏈烯烴。作為另外的實例，步驟(3)的醇轉化可以包括在氫氣存在下醇脫水以產生支鏈烷烴。
[0012]在步驟(1)中，任何適用于使支鏈烷烴氧化成有機氫過氧化物的技術都可以使用。例如，氧化可以包括支鏈烷烴和氧氣在液相中的反應。氧化可以是不需要催化劑而自催化的。然而，在一些實施方式中，可以使用少量的引發劑。例如，引發劑可以以約50百萬分率(“ppm”)至約10000ppm的量使用。合適的引發劑可以包括但不限于由支鏈烷烴產生的氫過氧化物、叔丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯、1
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苯基乙基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、二過氧化氫異丙苯、偶氮二異丁腈(AIBN)、1,1'
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偶氮二(氰基環己烷)(ACHN)。在至少一個實施方式中，所述反應可以在不含任何顯著量的離子態金屬的反應介質中進行，例如，以提供有機氫過氧化物在其中穩定的反應介質。在至少一個實施方式中，可以向反應混合物中添加超過作為氧化過程的結果而存在的水。例如，基于反應混合物的重量計，可以添加至少1重量％的水，例如，以反應混合物的重量計約1重量％水至約6重量％水的量添加。作為另一個實例，氧化可以在密相反應混合物中進行，即氧化可以在高于混合物的臨界壓力和在指定溫度(例如，約140℃至約170℃)下進行，使得反應混合物表現為單一的、致密的準液相。在密相實施方式中，例如，氧化可以在一系列的相應反應區中進行。作為又一實例，反應的氧化放熱可以通過使一部分反應混合物循環通過與通過噴射引入冷卻的循環反應混合物中的氧氣的間接熱交換而去除。在至少一個實施方式中，步驟(1)的氧化可以包括醇的共產生。在一些實施方式中，盡管醇副產物可以在步驟(3)中用于產生支鏈烴，但可以優化氧化以使對有機氫過氧化物的選擇性最大化。
[0013]各種支鏈烷烴中的任一種都可以用于步驟(1)的氧化。合適的支鏈烷烴可以具有
例如4個碳原子至30個碳原子。合適的支鏈烷烴的具體實例可以包括但不限于異丁烷、異戊烷、異己烷、異庚烷和異辛烷等。在一些實施方式中，支鏈烷烴可以包括環狀的支鏈，其可以是芳族或非芳族的。合適支鏈烷烴的實例提供如下：
[0014]結構1
[0015][0016]其中R1是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團，其可以是直鏈的、支鏈的或環狀的，R2是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團，其可以是直鏈的、支鏈的或環狀的，并且R3是氫或具有1個碳原子至9個碳原子的烴基基團，其可以是直鏈的、支鏈的或環狀的。在環狀的情況下，R1、R2或R3可以是芳族或非芳族的。在至少一個實施方式中，R1和R2是甲基基團，而R3是氫。在一些實施方式中，R1和R2可以連接為4元環至14元環的一部分，如下所提供：
[0017]結構2
[0018][0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于生產烯烴環氧化物的方法，所述方法包括：使支鏈烷烴氧化以至少產生有機氫過氧化物；通過與所述有機氫過氧化物的至少一部分的催化反應使支鏈烯烴環氧化以至少產生烯烴環氧化物和醇；和將所述醇的至少一部分轉化為另外的支鏈烷烴和/或另外的支鏈烯烴。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述支鏈烷烴具有以下結構：其中R1是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團且是直鏈的、支鏈的或環狀的，R2是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團且是直鏈的、支鏈的或環狀的，并且R3是氫或具有1個碳原子至9個碳原子的直鏈、支鏈或環狀的烴基基團。3.根據權利要求2所述的方法，其中R1和R2連接為4元環至14元環的一部分。4.根據權利要求1所述的方法，其中所述支鏈烷烴包括異丁烷，并且其中所述烯烴氧化物包括異丁烯環氧化物。5.根據權利要求1所述的方法，其中氧化步驟還產生另外的醇。6.根據權利要求1所述的方法，其中氧化步驟包括使所述支鏈烷烴與氧氣反應，其中所述氧氣的來源是空氣。7.根據權利要求1所述的方法，其中使用可溶性催化劑進行環氧化步驟。8.根據權利要求7所述的方法，其中所述可溶性催化劑包括雙(乙酰丙酮)二氧化鉬。9.根據權利要求1所述的方法，其中轉化步驟包括使所述醇的至少一部分脫水以至少產生水和所述另外的支鏈烯烴，并且其中來自環氧化步驟的支鏈烯烴包含一定量的在所述轉化步驟中產生的另外的支鏈烯烴。10.根據權利要求1所述的方法，其中轉化步驟包括在氫氣和雙功能催化劑的存在下使所述醇的至少一部分脫水和脫氫以至少產生水和所述另外的支鏈烷烴，其中來自氧化步驟的支鏈烷烴包含一定量的在所述轉化中產生的另外的支鏈烷烴，并且其中所述雙功能催化劑包括氫化功能和脫水功能。11.根據權利要求1所述的方法：其中氧化步驟由以下反應式表示：其中環氧化步驟由以下反應式表示：其中轉化步驟由以下反應式表示：
其中R1是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團且是直鏈的、支鏈的或環狀的，R2是具有1個碳原子至10個碳原子的烴基基團且是直鏈的、支鏈的或環狀的，并且R3是氫或具有1個碳原子至9個碳原子的直鏈、支鏈或環狀的烴基基團...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王坤，蒂莫西，
申請(專利權)人：?？松梨谘芯抗こ坦?/a>，
類型：發明
國別省市：