试析无机钛硅分子筛催化氯丙烯环氧化反应制备环氧氯丙烷

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1、湘潭大学硕士学位论文无机钛硅分子筛催化氯丙烯环氧化反应制备环氧氯丙烷姓名：肖沙申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周继承20070501摘要环氧氯丙烷（Epichlorohydrin，简称EP），又称1-氯-2，3-环氧丙烷或表氯醇是一种用途广泛的基本有机化工原料。工业生产环氧氯丙烷的方法主要有氯丙烯法和醋酸烯丙酯法，二者都存在设备腐蚀较严重，副产物多，产生大量废水的工艺问题，对环境有很大的污染。钛硅沸石分子筛自成功合成以来，一直受到催化工作者的关注。钛硅沸石分子筛在以双氧水为氧化剂的低温氧化反应中具有特殊的催化性能，其反应条件温和，选择性高，副产品为水，对环境无污染。但研究大多以经典

2、法或修正法合成的TS-1为催化剂，由于其合成成本高、颗粒小难于与产物分离从而限制了它在工业上的应用。针对钛硅沸石分子筛催化氧化反应体系，开发降低钛硅沸石分子筛合成成本的技术和产物的分离技术，是今后努力的方向。无机钛硅原料体系合成的钛硅分子筛，采用氨水代替昂贵的四丙基氢氧化铵（TPAOH）做碱源，是合成TS-1的新方法，大幅降低了TS-1的合成成本，而且颗粒较大，易与产物分离。本文用无机钛硅原料体系合成出了钛硅沸石分子筛，并用一种全新的改性方法-碳酸氢铵二次晶化法修饰改性处理了钛硅沸石分子筛，考察了以无机钛硅原料体系合成的钛硅沸石分子筛为催化剂催化环氧化氯丙烯的最佳工艺条件和修饰改性处理后的钛

3、硅沸石分子筛的催化性能，同时在超重力螺旋通道型旋转床中探索了氯丙烯环氧化反应的新工艺。实验研究结果表明：1.无机钛硅原料体系合成的钛硅分子筛催化氯丙烯环氧化制环氧氯丙烷的最佳工艺条件：最佳的硅钛比为33，最佳的溶剂为甲醇，反应温度=45℃，反应时间=60min，催化剂用量=22.5g/L，氯丙烯（AC）与双氧水的摩尔比n（AC）：n（H2O2）=1.8，双氧水采用连续滴加的方式。在最优工艺条件下H2O2的转化率为83.65%，环氧氯丙烷的选择性为99.32%。2.经过碳酸氢铵二次晶化法修饰改性的无机钛硅原料体系合成的钛硅分子筛进行催化氯丙烯环氧化反应时，催化性能明显得到了提高。在最佳工艺条件

4、下，H2O2的转化率达到97.79%，环氧氯丙烷的选择性为100%。3.经过碳酸氢铵二次晶化法改性的无机钛硅原料体系合成的钛硅分子筛的使用寿命和重复再生性能明显得到了提高。4.初步证明了在超重力螺旋通道型旋转床中进行氯丙烯环氧化反应的新工艺具有一定的可行性。关键词：氯丙烯无机钛硅原料体系钛硅沸石分子筛环氧化IAbstractEpichlorohydrin(EP,abbreviation),1-chloro-2,3-epoxypropan,ismultipurposebasicorganicindustrialchemicals.Therearetwowaysfortheproductions

5、ofepichlorohydrin:hightemperaturechlorinationofchloropropeneandallylalcoholmethod.Butallthesetwomethodshaveenvironmentalharassmentthatlargenumbersofwastewaterandwasteresidueareproduced.Theexploitationofnewcleanlytechnicswithhighefficiencyismuchimportant.TS-1zeolitewithTi(Ⅳ)intheframeworkofsilicalit

6、eisanewkindofzeolitecatalystdevelopedin1980s.ItwasfoundthatTS-1hasuniquecatalyticproperties.Itcanactivateaqueoushydrogenperoxidetooxidemanyorganiccompoundsselectively.Thetitaniumsilicalitecatalystshaveattractedmuchattentionforitsmoderatereactionconditions,theuseofcheaperandsafedilutedhydrogenperoxi

7、desolutionforoxidants,highconversionrateandselectivity,non-polutingprocessandnovice-thiaminmerits.Buttheexpensiveproductioncostandharshconditionslimititslarge-scaleindustrialapplications.Forthecatalyticreac