Способ выделения катализатора эпоксидирования олефинов Советский патент 1975 года по МПК B01J11/02 

1

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов эпоксидирования олефинов.

Известен способ выделения катализатора эпоксидирования олефинов путем обработки катализаторсодержащего продукта водой или водным раствором аммиака в течение 3 час. Молибденсодержащий экстракт унаривают и сжигают с целью получения молибденового ангидрида. Иа основе выделенного молибденового ангидрида готовят свежий катализатор эпоксидирования.

Однако технологическая схема процесса по известному способу усложнена вследствие необходимости использования установок для очистки сточных вод и уничтожения нродуктов нейтрализации аммиака в результате введения в процесс водного раствора аммиака.

Кроме того, выделение молибденового катализатора осуществляется путем сжигания катализаторсодержащего экстракта до молибденового ангидрида, что требует дополнительной операции - приготовления свежего катализатора. Регенерация катализатора эпоксидирования в виде трудно растворимого молибденового ангидрида также приводит к дополнительному усложнению технологической схемы процесса из-за необходимости создания установки для перевода МоОз в растворенное состояние с целью использования полученного

раствора в качестве растворимого в реакцнонной массе эпоксидировання катализатора.

С целью упрощения технологического процесса предлагают в качестве растворителя использовать водно-спиртовую смесь, содержащую спирт в количестве 0,01-50 всс.%.

В качестве спирта в водно-спиртовой смеси по предлагаемому способу пспользуют одпоили многоатомные спирты или их смеси.

Обработку кубового продукта, содержащего катализатор эпоксидирования, водно-спиртовой смесью можно осуществлять в аппарате любой конструкц15н, обеснечивающей достаточный контакт фаз, например в экстракторе.

Катализатор эпоксидирования быть извлечен из кубовых продуктов, получающихся в процессе эпоксидировання олефниов, содержащих от трех до восьми углеродных атомов, всевозможными органическим гидроперекисями, содержащими от 100 до 3 вес. % основного вещества.

Выделение катализатора из водно-спиртового экстракта может быть осуществлено любым известным способом, например упарнванием.

Выделяемый катализатор эпоксидпрования должен содержать металл неременной валентности, например молибден, ванадий, хром, железо, титан или их смеси. Ири иснользовании в реакции эпоксидирования раствора катализатора, полученного на стадии разделения водного экстракта, не удается достичь полного разложения гидроперекиси и количественного выхода окиси олефина. Осуществление стадии активации катализатора, заключающейся в отгонке избытка алкиленгликоля и примесей воды, позволяет добиться в реакции эпоксидирования полного разложения гидроперекиси и количественного выхода окиси олифена. Ввиду того, что при осуществлении реакции эпоксидирования и разделения полученной реакционной массы неизбежны механические погери, предлагаемый способ включает стадию 1ЮДП1ГГКИ рециклового катализатора свежеприготовленным. Свежеприготовленный катализатор может смешиваться на любой сшдии выделения катализатора из кубовых продуктов. Однако наилучшие результаты в реакции эпоксидирования достигаются тогда, когда это смешение происходит в аппаратах разделения водпого экстракта, особенно в аппарате выделения алкиленгликоля и рециклового катализатора.

lie лсстрагируемые водиым раствором снирioj продукты сжигаются в топке до COzПример 1. В делительную воронку объемом 20 мл загружают 5 мл кубового продукта, полученного в результате разделения продуктов эпоксидирования р-изоамилена окисленным изопентаном, и 5 мл водно-сниртовой смеси, содержашей 0,06 вес. % вторичного изоамиленового снирта. Кубовый нродукт содержит 0,4 вес.% молибдена.

Содержание делительной воронки встряхивают в течение 5 мин при 20°С. После расслаивания реакционной массы в углеводородном и водно-спиртовом слоях колориметрическим методом определяют содержание молибдена. В результате опыта оказывается, что 95% молибдена, содержащегося в кубовом продукте (углеводородный слой), переходит в водноспиртовой слой. Полученный водно-спиртовой слой загружают в колбу Вюрца и подвергают переиспарению. Остаток от разгонки представляет собой окрашенную в темно-коричневый цвет вязкую жидкость, хорошо растворяющуюся в органических растворителях, и содержит 5,9 вес.% молибдена.

Пример 2. Опыт проводят по примеру 1. Экстракцию молибдена из кубового продукта осуществляют водно-сниртовой смесью, содержащей 30 вес.% триметилэтиленгликоля, 2 всс.% димера триметилэтиленгликоля, 0,5 вес.% тримера триметилэтиленгликоля, 1,5 вес.% моноэфира нормального амилового спирта и триметилэтиленгликоля и 0,7 вес.% мопоэфира уксусной кислоты и триметилэтилепгликоля. Объемное соотношение кубового продукта и водно-спиртовой смеси равно 1:5. Продолжительность экстракции 4 мин при . По окончании опыта весь молибден, содержащийся в углеводородпом слое (кубовый продукт), переходит в водно-спиртовой слой. После переиспарения в колбе Вюрца получают остаток, содержащий 3,85 вес. % молибдена. Остаток нредставляет собой темно-коричневую вязкую жидкость, хорошо растворяющуюся в углеводородных растворителях.

Пример 3. В металлическую ампулу объемом 100 мл, оборудованную запорным устройством, карманом для тер.мопары и электрообогревателем, носледовательно загружают 35,0 г окисленного изопентана, содержащего 12 вес.% гидроперекиси третичного амила, 8,4 г р-изоамилена и 0,85 г 15,8%-ный раствор р-изоамиленгликолята молибденила, полученного по примеру 2.

Ампулу закрывают, закрепляют в «качалке.

Реакцию эноксидирования проводят при lOOzhPC в течение 1 час. По окончании опыта в реакционной массе онределяют содержание гидроперекиси (иодометрическим титрованием) и окиси р-изоамилена (методом газожидкостной хроматографии).

Конверсия гидроиерекиси 100%, селективность образования окиси 100%.

Пример 4. Опыт проводят по примеру 1. В кубовом продукте, полученном при разделении реакционной массы эпоксидирования ризоамилена органической гидроперекисью, содержится 0,8 вес.% молибдена, 0,05 вес.% железа, 0,001 вес. % хрома, -0,25 вес.% титана, 0,1 вес. % ванадия. В качестве экстрагента используют водно-спиртовую смесь, содержащую 20 вес.% триметилкарбинола и 30 вес.% триметилэтиленгликоля. Объемное соотношение углеводородной фазы и экстрагента равно 2:1. Продолжительность опыта 1 час при 80°С. По окончании опыта все металлсодержащие продукты полностью нереходят в водно-спиртовой слой.

Пример 5. Опыт проводят по примеру 1. В качестве исходного молибденсодержащего продукта используют кубовый продукт, полученный при разделении реакционной массы эноксидирования пропилена гидроперекисью третичного бутила. В качестве экстрагента используют водно-спиртовую с.месь, содержащую 2,5 вес.% этанола. Объемное соотношение молибденсодерл ;ащего продукта и экстрагента равно 10:1. Продоллсительность опыта 0,5 час нри10°С. По окончании опыта 90 вес. % молибдена, содержащегося в исходном кубовом продукте, переходит в водно-спиртовой слой.

Пример 6. Опыт проводят в экстракторе непрерывного действия. В качестве исходного молибденсодержащего соединения используют кубовый продукт, полученный при разделении реакционной массы окисления р-изоамилеиа кислородом до окиси р-изоамилеиа. Содержание молибдена в кубовом продукте равпо 1,1 вес.% В качестве экстрагента используют водно-спиртовую смесь, содержащую 0,5 вес.% триметилэтиленгликоля в воде. Объe.viHoe соотношение молибденсодержащего продукта и экстрагента изменяется в пределах от 1:1 до 1:20.

Продолжительность пребывания продуктов в зоне экстракции 4 мин. Температура экстракции 50°С.

Во всех опытах извлечение молибдена из молибденсодержащего кубового продукта в водно-спиртовую смесь составляет 100%.

Предмет изобретения

1. Способ выделения катализатора эпоксидирования олефинов путем обработки катализаторсодержащего продукта растворителем с последующим извлечением катализатора из растворителя известным способом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, в качестве растворителя используют водно-спиртовую смесь, содержащую спирт в количестве 0,01-50 вес.%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве спирта в водно-спиртовой смеси используют одно- и Многоатомные спирты или их смеси.