The influence of technological parameters on the process of diallyl ether epoxidation using 30 wt% hydrogen peroxide and over the titaniumsilicate Ti-MWW catalyst

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem parametrów technologicznych na proces epoksydacji eteru diallilowego (EDA) na katalizatorze tytanowo-silikatowym Ti-MWW, w obecności 30-proc. nadtlenku wodoru oraz w metanolu jako rozpuszczalniku. Badanymi parametrami były: temperatura reakcji (40-80°C), stosunek molowy EDA/H2O2 (1:1,5; 1:1,25; 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 oraz 5:1), stężenie rozpuszczalnika – metanolu (30-80% wag.), ilość katalizatora – Ti-MWW (2-7% wag.) oraz czas reakcji (1-4 h). Ponadto w artykule przedstawiono metodykę prowadzenia procesu epoksydacji EDA oraz sposób jakościowego i ilościowego oznaczania składu mieszanin poreakcyjnych za pomocą takich metod analitycznych, jak: 1) analiza chromatograficzna, 2) metoda jodometryczna i 3) metoda potencjometryczna. Analiza chromatograficzna pozwoliła oznaczyć skład jakościowy i ilościowy mieszanin poreakcyjnych. Metodą jodometryczną oznaczano stężenie nieprzereagowanego nadtlenku wodoru, a metodą potencjometryczną stężenie powstałej w procesie gliceryny. Przeprowadzone analizy wykazały, że głównym produktem epoksydacji eteru diallilowego 30-proc. nadtlenkiem wodoru na katalizatorze Ti-MWW jest eter allilowo-glicydolowy (EAG). Produktami ubocznymi tego procesu są natomiast: gliceryna, eter diglicydolowy, 3-alliloksy-1,2-propanodiol, alkohol allilowy, glicydol oraz akroleina. Epoksydacja eteru diallilowego na katalizatorze Ti-MWW przebiega najkorzystniej w temperaturze 60°C, przy stosunku molowym H2O2/EDA = 1:1, stężeniu metanolu (rozpuszczalnika) 50% wag., ilości katalizatora Ti-MWW 4% wag. i w czasie 3 godzin.This paper presents results of the studies on the influence of technological parameters on the process of diallyl ether (EDA) epoxidation over the titanium silicate Ti-MWW catalyst, in the presence of 30 wt% hydrogen peroxide and in methanol as a solvent. The tested parameters were as follows: temperature (40-80°C), the molar ratio of EDA/H2O2 (1:0.7, 1:0.8, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 and 5:1), the concentration of solvent – methanol (30-80 wt%), the amount of catalyst – Ti-MWW (2-7 wt%) and reaction time (1-4 h). Furthermore, this article presents the methodology of the process of EDA epoxidation and the method of qualitative and quantitative establishing the composition of the post-reaction mixtures, using such analytical methods as: 1) the gas chromatography, 2) the iodometric titration and 3) the potentiometric titration. Chromatographic analysis helped to determine the qualitative and quantitative composition of the post-reaction mixtures. By the iodometric titration was possible to determine the concentration of the unreacted hydrogen peroxide and by the potentiometric titration the concentration of glycerol. The analyses showed that the main product of the epoxidation of diallyl ether using 30 wt% hydrogen peroxide over the Ti-MWW catalyst is allyl-glycidyl ether (EAG), and by-products are: glycerol, diglycidyl ether, 3-allyloxy-1,2-propanodiol, allyl alcohol, glycidol and acrolein. Epoxidation of diallyl ether over Ti-MWW catalyst is effective at 60°C, at the molar ratio of EDA/H2O2 = 1:1, at the methanol (the solvent) concentration of 50 wt%, at the Ti-MWW catalyst concentration of 4 wt% and for the reaction time of 3 hours