随着人类环保意识日益增强，对环境保护的要求日益提高，国家提出建设环境友好型、资源节约型社会，走全面协调可持续发展道路。这就要求化工生产过程大力发展“环境友好工艺”。环氧丙烷是一种重要的化工原料，而我国现有环氧丙烷基本采用氯醇法生产，过程中产生大量的废水、废渣，环境污染严重。以TS-1分子筛为催化剂、双氧水为氧化剂的丙烯直接氧化制环氧丙烷反应条件温和，反应选择性高，无污染，受到了极大的重视。但是，由于TS-1分子筛昂贵的生产成本、苛刻的生产条件、重复性差阻碍了其工业化应用。 本文首先对传统制备TS-1分子筛能为前驱体制备的苛刻操作条件进行了研究，并利用工业级四丙基氢氧化铵为模板剂成功合成了TS-1分子筛。通过添加络合剂使钛的配位数增加，攻克了前驱体制备中钛源的稳定性差的技术难点，使用了价廉的固体TPABr替代昂贵成本的电子级四丙基氢氧化铵模板剂，用硅溶胶替代正硅酸四乙酯为硅源，简化了制备过程中的蒸醇步骤，以氨水或正丁胺调节前驱体碱度，成功合成出了TS-1分子筛。优化了TS-1分子筛的原料配比及制备工艺参数，并与传统法合成的TS-1分子筛进行XRD、微结构分析、IR等对比测试，结果表明各种性质基本一致。对TS-1分子筛晶化过程进行了研究，成功实现了0.2L，2L，100L，2m3晶化釜的放大合成。这大大降低了TS-1分子筛的合成成本、避免了操作的苛刻条件、制备重复性效果好。同时对100L晶化釜合成的均匀薄片状TS-1分子筛进行了挤条成型研究，解决了TS-1分子筛成型易脱落以及产物选择性低的问题。 本文还系统考察了100L晶化釜合成的TS-1分子筛在不同反应条件对丙烯环氧化反应的影响。间歇反应优化条件为：反应压力0.4MPa，反应温度53℃，双氧水进料浓度为2﹪(w)左右，TS-1分子筛用量为6g/L，水含量控制在小于20﹪时，在反应60分钟时，双氧水的转化率和环氧丙烷的选择性均可达到95﹪以上。采用气液预混方式进料在低压固定床反应器评价TS-1分子筛催化剂的催化性能，对其连续工艺条件进行了研究。其优化的反应条件为：进料中丙烯与过氧化氢摩尔比大于1.6，反应压力0.7MPa，反应温度50℃，进料中双氧水质量百分比约1.5﹪，进料液体的质量空速为48h-1，相应的双氧水的转化率和环氧丙烷的选择性可分别稳定达到90﹪和85﹪左右。 在消除内外扩散的基础上，对丙烯直接环氧化反应的本征动力学进行了研究。同时在连续低压固定床反应器对TS-1分子筛催化剂可能存在的失活影响因素进行了考察，对其稳定性和寿命进行了实验研究。结果表明：所研制的TS-1分子筛催化剂的使用寿命可达1000小时以上。并对年产环氧丙烷1000吨的中试反应器和流程进行了初步的设计。