包含聚醚多元醇的反应混合物的后处理方法技术

本发明专利技术涉及一种包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)的后处理方法，其中溶解的含碱金属的催化剂的至少碱金属离子通过膜分离方法部分或完全由混合物移除，所述方法包括以下步骤：(a)将包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)进料至分离单元(3)的第一室(1)中，(b)将溶剂进料至分离单元(3)的第二室(7)中，第一室(1)和第二室(7)通过膜(9)而隔开，(c)含碱金属的催化剂的至少碱金属离子穿过膜(9)而由第一室(1)传输至第二室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含聚醚多元醇的反应混合物的后处理方法本专利技术涉及一种包含聚醚多元醇(聚醚醇)和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物的后处理方法，其中溶解的含碱金属的催化剂的至少碱金属离子被部分或完全由混合物移除。聚醚醇是聚氨酯中制备重要的原料。此外，聚醚醇还用作表面活性剂。聚醚醇的制备通常通过环氧烷，特别是环氧丙烷和/或环氧乙烷和/或环氧丁烷催化加成至H-官能的起始物质而进行。作为催化剂，通常使用碱金属氢氧化物或盐。实践中主要相关的是氢氧化钾。在反应中，醇(还称为起始化合物)首先与碱(例如氢氧化钾)反应，形成相应的醇化物。在该反应中，还形成水。水被部分移除或完全移除，例如通过蒸馏或汽提或闪蒸而移除，或留在醇化物中用于进一步反应，并且具有水或不具有水的醇化物进一步与环氧烷例如环氧丙烷、环氧乙烷或两者的混合物反应。所得的产物为不同链长的均聚物的混合物。用于制备聚醚醇的连续的方法记载于例如GB142899中。该方法基于氢氧化钾催化剂并且使用独立地垂直级联泡罩塔作为反应器。在该垂直级联泡罩塔反应器中，环氧丙烷、氢氧化钾和醇起始物进料至底部并且产物与未反应的环氧丙烷气体一起在塔的顶部被取出。接着该塔，未反应的环氧丙烷在冷凝器中分离出来并且再循环至塔。在最后的步骤中，反应产物通过加入酸而中和。形成聚醚醇的其他方法记载于WO-A01/36514和DE-B10054462。根据这些文件的公开内容，催化剂用酸如乙酸或柠檬酸中和并且保留在产物中。在替代方案中，将盐沉淀或结晶并且移除。盐的移除通常通过过滤方法进行。然而，首先通过用酸中和来移除催化剂然后通过过滤来除去形成的盐具有以下缺点：在碱金属催化剂的过滤的盐中有产品损失。聚醚多元醇的粘度阻碍了滤饼更好地干燥；因此产品损失不能避免。为了更好地干燥滤饼，需要盐的较大的结晶，这需要长的结晶时间。这限制了方法的生产能力。含有聚醚多元醇的滤饼的处理增加了废物处理的成本。因此，本专利技术的目的在于提供一种包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物的后处理方法，所述方法不具有已知方法的缺点。该目的通过一种包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物的后处理方法而实现，其中溶解的含碱金属的催化剂的至少碱金属离子通过膜分离方法由混合物移除，所述方法包括以下步骤：(a)将包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物进料至分离单元的第一室中，(b)将溶剂进料至分离单元的第二室中，第一室和第二室通过膜隔开，(c)含碱金属的催化剂的至少碱金属离子穿过膜由第一室传输至第二室。与已知方法——其中聚醚醇被中和并且过滤，其涉及固体处理，固体废物处理和固体废物中的产品损失——相比，在本专利技术方法中，没有产生固体废物，这降低了废物处理的成本。此外，在膜分离过程中没有聚醚醇的损失，而在过滤过程中还有聚醚醇损失。最后，通过使用膜从聚醚醇移除碱金属离子，可以获得含有与现有技术已知方法后处理的聚醚醇相当的碱金属离子的产品。包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物来自制备聚醚醇的方法。制备聚醚多元醇的方法可以是半间歇方法或连续方法。在半间歇方法中，按照所需的聚醚醇结构分一次或多次将环氧烷加入至含有碱金属催化剂的H-官能起始物的混合物中。在连续方法中，该反应通常在反应器中进行，所述反应器设计为泡罩塔或连续搅拌釜反应器(CSTR)或CSTR的级联或活塞流反应器或所有上述反应器的结合。在泡罩塔的情况下，将醇和起始物或烷氧基化前体进料。此外，在泡罩塔的底部将环氧烷进料至反应器以使环氧烷在醇化物中上升。环氧烷与醇化物反应或与由醇化物与环氧烷反应所形成的次级产物反应而得到聚醚醇。最后，反应产物由反应器排出并且进行后处理。泡罩塔中的反应在催化剂存在下进行。用于反应的催化剂通常为碱。碱优选选自碱金属的氢氧化物。特别优选为氢氧化钾或氢氧化钠。因此，在一个优选的实施方案中，在反应混合物中必须被移除的含碱金属的催化剂为碱金属氢氧化物。使用的醇起始物为单价醇或多价醇，特别是脂肪醇、羰基合成醇(oxoalcohol)和/或仲醇或醇的混合物。特别优选为低分子量三官能醇。作为醇特别优选为丙三醇、丙二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇和/或糖类。除醇外，另外可以使用胺如乙二胺、三乙醇胺或甲苯二胺、庚烷、烷基酚、或天然或合成脂肪醇、脂肪胺和氢化胺、脂肪酰胺、脂肪酸、山梨糖醇酯、单甘油酯或单酯酰胺(monoesteride)。作为醇特别优选为丙三醇、丙二醇、二丙二醇和/或三羟甲基丙烷。用于制备聚醚醇的环氧烷优选为环氧乙烷或环氧丙烷。还可以使用环氧乙烷和环氧丙烷的混合物。此外，可以同时和/或顺序使用不同的环氧烷，其中在环氧烷顺序进料的情况下，提供至少两个反应器或隔室，并且将环氧烷进料至其中。除环氧乙烷和环氧丙烷外，还可以使用环氧丁烷。如果使用环氧丁烷，通常使用具有环氧乙烷或环氧丙烷的混合物。为保持环氧烷的气相浓度低于气相分解极限，优选将环氧烷以含有环氧烷和惰性气体的混合物形式进料至反应器。惰性气体可以为例如氮气。除氮气外，还可以使用对反应呈惰性的其他气体。根据本专利技术，在反应混合物中存在的气态组分可以在反应混合物后处理前或者甚至在反应混合物后处理后分离。为移除气态组分，可以使用本领域技术人员已知的各种方法。在WO-A1990/15659中，根据电渗析技术施加电场来实现催化剂离子由聚醚多元醇的分离。在本专利技术中，不使用任何电场来提高离子分离。在本专利技术中，将反应混合物进料至分离单元的第一室中以通过膜分离方法移除含碱金属的催化剂的碱金属离子。在一个优选的实施方案中，膜分离使用唐南(Donnan)透析来操作。在一个替代性实施方案中，膜分离还可以使用纳滤(nanofiltration)而进行。为实现通过膜分离方法的膜来选择性分离碱金属离子，膜必须为离子交换膜，优选为阳离子交换膜。可以用作阳离子交换膜的合适的膜为例如用于聚合物膜电解质燃料电池的膜，如磺化聚(醚醚酮)(SPEEK)，SPEEK的共混物和共聚物，如SPEEK与聚砜的共混物，磺化聚芳醚酮，其可以被置于中空纤维、平片(flatsheet)或管状结构中。为实施分离方法，含有酸的溶剂必须进料至分离单元的第二室。酸的质子将由于浓度梯度而穿过阳离子传导膜扩散。这将在第一室中产生净正电荷，这导致碱阳离子由第一室扩散至第二室，导致在膜上连续进行阳离子交换。溶剂中碱金属离子的浓度必须小于反应混合物中碱金属离子的浓度以具有由第一室至第二室的浓度梯度。因此，新鲜的或再循环的酸物流必须进料至第二室。第一室中的反应混合物和第二室中的酸可以逆流、顺流、交叉流或其任意结合。进料至第二室中的溶剂优选选自水、酸和不使膜或其混合物溶胀的有机溶剂。合适的酸为例如磷酸、碳酸、盐酸、硝酸、硫酸或其他有机酸，优选无机酸。为实施膜分离方法，使用至少一个分离单元。该分离单元包括至少一个膜组件，优选多于一个膜组件。被包括在所述分离单元的膜组件优选选自中空纤维组件、平片组件或管状组件。中空纤维组件和螺旋缠绕(SpiralWound)组件具有更高的比表面积，因此，通常更具有成本效益。但是，螺旋缠绕组件不能在该情况下使用，因为螺旋缠绕组件不能具有以逆流或顺流进料的两个物流。为实现足够的分离效率，优选使用至少两个膜组件，其中膜组件可以平行连接或串联连接。如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)的后处理方法，其中溶解的含碱金属的催化剂的至少碱金属离子通过膜分离方法被部分或完全由混合物移除，所述方法包括以下步骤：(a)将包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)进料至分离单元(3)的第一室(1)中，(b)将溶剂进料至分离单元(3)的第二室(7)中，第一室(1)和第二室(7)通过膜(9)隔开，(c)含碱金属的催化剂的至少碱金属离子穿过膜(9)由第一室(1)传输至第二室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 EP 11193290.11.一种包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)的后处理方法，其中溶解的含碱金属的催化剂的至少碱金属离子通过膜分离方法被部分或完全由混合物移除，所述方法包括以下步骤：(a)将包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)进料至分离单元(3)的第一室(1)中，(b)将溶剂进料至分离单元(3)的第二室(7)中，第一室(1)和第二室(7)通过膜(9)隔开，(c)含碱金属的催化剂的至少碱金属离子由于浓度梯度穿过膜(9)由第一室(1)传输至第二室(7)，其中膜(9)为离子交换膜，进料至第二室(7)中的溶剂为含有酸的溶剂，并且溶剂中碱金属离子的浓度小于反应混合物中碱金属离子的浓度以具有由第一室(1)至第二室(7)的浓度梯度。2.权利要求1的方法，其中含碱金属的催化剂为碱金属氢氧化物。3.权利要求1的方法，其中膜分离为唐南透析方法。4.权利要求1的方法，其中包含聚醚醇和溶解的含碱金属的催化剂的反应混合物(5)是通过使醇化物与环氧烷反应制备聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·智利卡，H·沃斯，J·库恩，A·德科维纳尔，A·布罗塔哈根，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE