生产亚烷基衍生物的方法和用于生产亚烷基衍生物的催化剂再生方法技术

一种生产亚烷基衍生物的方法，包括烯化氧与水在二氧化碳存在下借助碘化或溴化季鏻催化剂反应形成亚烷基二醇的反应步骤，其特征在于从至少部分反应溶液和／或催化剂溶液中除去该亚烷基二醇，以使亚烷基二醇与催化剂的摩尔比变为至多２０倍，接着与水混合以回收催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本申请是申请日为2004年2月9日，申请号为2004800033584，题为“”申请的分案申请。本专利技术涉及生产亚烷基衍生物如亚烷基二醇或碳酸亚烷基酯的方法。本专利技术特别涉及生产亚烷基二醇如乙二醇的方法，该方法包括将烯化氧如环氧乙烷与水在二氧化碳存在下借助溴化和/或碘化季鏻催化剂反应；或涉及生产碳酸亚乙酯或其类似物的方法，该方法包括将烯化氧与二氧化碳反应。本专利技术尤其涉及从反应体系中有效回收溴化和/或碘化季鏻催化剂并将其再循环使用的方法。在本专利技术中，亚烷基二醇是指具有约2至10个碳原子的亚烷基二醇如乙二醇或丙二醇，碳酸亚烷基酯是指具有约2至10个碳原子的碳酸亚烷基酯，如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。
技术介绍
乙二醇通过环氧乙烷与水直接反应大规模生产。然而，在该方法中，为抑制在水解期间形成副产品如二甘醇或三甘醇，需要使用相对于环氧乙烷的化学计量过量很多的水。相应地，必须通过蒸馏形成的乙二醇水溶液除去如此大过量的水，因此存在为获得纯乙二醇需要大量能量的问题。作为解决此问题的一个方法，已提出其中环氧乙烷与水在二氧化碳存在下反应生产乙二醇的方法。该反应为两步反应，其中通过环氧乙烷与二氧化碳反应形成碳酸亚乙酯，和将碳酸亚乙酯水解。在该两步骤反应中，在反应体系中存在水，这样反应可在相同的反应器中进行，但为了完成第二步反应，可对后一步骤设置另一反应器。在水解碳酸亚乙酯时，基本上不形成作为副产品的二甘醇或三甘醇，因此水解可在轻微化学计量过量的水存在下进行，这样可显著降低从形成的乙二醇水溶液中除去水所需的成本。同时，通过水解由环氧乙烷与二氧化碳反应形成的碳酸亚乙酯将形成二氧化碳，该二氧化碳可循环再使用。此外，在该方法中，还可以通过减少起始物质中的水量、通过降低作为反应条件的温度抑制乙二醇的形成来生产碳酸亚乙酯。因此，已提出由环氧乙烷生产乙二醇和/或碳酸亚乙酯的各种催化剂类型。一种优选的催化剂是有机鏻盐，特别优选碘化或溴化季鏻(JP-B-55-47617)。此外，作为助催化剂，可以将碱金属碳酸盐与有机鏻盐结合使用(JP-A-12-128814)。对于通过乙烯氧化生产作为原料的环氧乙烷，在此情况下为改进氧化反应的选择性，对反应体系供给氯代烃如乙基氯作为选择性调节剂(JP-A-2-104579)。如上所述，通过环氧乙烷与水或二氧化碳在二氧化碳存在下反应生产乙二醇或碳酸亚乙酯的方法由于无上述副产品在工业上是有利的，但当连续生产时存在反应效率降低的问题。本专利技术人已研究了造成这种反应效率降低的原因，已发现原因是碘化或溴化季鏻在反应体系中转化为具有低催化活性的氯化物。事实上，通过反应器运行约1年，发现反应体系中约20％的碘化或溴化季鏻转化为氯化季鏻。认为碘化或溴化季鏻转化为氯化季鏻的原因是环氧乙烷原料中所含的作为不纯物的氯化物被引入反应体系中。换言之，如上所述，在生产环氧乙烷的方法中，将氯代烃作为选择性调节剂加入反应体系中以改进反应的选择性，而该氯代烃中所含的氯即使通过纯化系统后也作为氯化物保留在环氧乙烷产品中，因此该氯化物混入到生产乙二醇或碳酸亚乙酯步骤中。认为通过引入氯化物包括在产品环氧乙烷中，碘化或溴化季鏻将转化为氯化季鏻，尽管这些反应机理的细节还不清楚。。因此，在生产乙二醇或碳酸亚乙酯的方法中，必须从反应体系中分离并除去来自催化剂的低活性氯化季鏻，以便仅保留高活性碘化或溴化季鏻。然而，迄今为止仍然未确定反应效率随时间降低是通过随时间转化为氯化物造成的。此外，尚未对在反应体系内从作为催化剂的碘化或溴化季鏻中分离氯化季鏻的方法，或氯化季鏻转化为碘化或溴化季鏻的方法进行研究。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决上述常规问题和提供生产亚烷基衍生物如亚烷基二醇如乙二醇，或碳酸亚烷基酯如碳酸亚乙酯的方法，该方法包括将烯化氧如环氧乙烷与水或二氧化碳在二氧化碳存在下借助碘化和/或溴化季鏻催化剂反应，其中将反应体系中形成的氯化季鏻有效除去，或将该氯化季鏻转化为碘化和/或溴化季鏻，然后将其再循环入反应体系中再使用，如此将反应体系中的催化活性保持在高水平，并且用于形成亚烷基衍生物的反应可长时间不断地有效进行。本专利技术提供如下(1)一种生产亚烷基衍生物的方法，它包括烯化氧与水在二氧化碳存在下借助碘化或溴化季鏻催化剂反应形成亚烷基二醇的反应步骤，其特征在于从至少部分反应溶液和/或催化剂溶液中除去该亚烷基二醇，以使亚烷基二醇与催化剂的摩尔比变为至多20倍，接着与水混合以回收催化剂。(2)根据上面(1)的方法，其特征在于亚烷基二醇与催化剂的摩尔比为至多2倍。(3)根据(1)或(2)的方法，其特征在于与水混合回收催化剂的操作温度为至多30℃。(4)根据上面(1)至(3)任何一项的方法，其特征在于混合的水量为至少0.1倍，按回收的催化剂重量计。(5)根据上面(1)至(4)任何一项的方法，其特征在于混合水后，进行固-液分离，将该催化剂以固体分离后再循环入反应步骤中。(6)根据上面(5)的方法，其中将通过固-液分离分离的液体作为洗涤催化剂的水循环使用。(7)根据上面(1)至(6)任何一项的方法，其特征在于烯化氧为环氧乙烷。(8)一种再生催化剂的方法，其特征在于将包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物与碘化物和/或溴化物混合以使氯化季鏻转化为碘化和/或溴化季鏻，其在水中析出，所述混合物从含氯的化合物作为不纯物的烯化氧与水在二氧化碳存在下借助碘化和/或溴化季鏻作为催化剂反应形成亚烷基二醇的反应步骤中获得。(9)一种再生催化剂的方法，其特征在于将包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物与碘化物和/或溴化物混合以使氯化季鏻转化为碘化和/或溴化季鏻，在水中析出，所述混合物从烯化氧与二氧化碳借助碘化和/或溴化季鏻作为催化剂反应形成碳酸亚烷基酯的反应步骤中获得。(10)根据上面(8)或(9)的方法，其特征在于包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物为从上面的反应步骤中卸出的反应溶液，或从该反应溶液中蒸馏水和/或至少部分作为所需产品的亚烷基衍生物后的残余物。(11)根据上面(8)或(9)的方法，其特征在于包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物，为通过从上面的反应步骤中卸出的反应溶液或从该反应溶液中蒸馏水和/或至少部分作为所需产品的亚烷基衍生物后的残余物与水混合，使上述催化剂作为固体析出，并分离该析出的催化剂后而获得的水溶液。(12)根据上面(8)至(11)任何一项的方法，其特征在于回收析出的碘化和/或溴化季鏻并再循环入上面的反应步骤中。(13)一种再生催化剂的方法，其特征在于将碘化物和/或溴化物加入包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物中，以使衍生自氯化季鏻的氯在有机溶剂中作为无机氯化物析出，由此回收碘化和/或溴化季鏻，所述混合物从含氯化的化合物作为杂质的烯化氧与水在二氧化碳存在下借助碘化和/或溴化季鏻作为催化剂反应的反应步骤中获得。(14)一种再生催化剂的方法，其特征在于将碘化物和/或溴化物加入包括氯化季鏻和碘化和/或溴化季鏻的混合物中，以使来自氯化季鏻的氯在有机溶剂中作为无机氯化物析出，由此回收碘化和/或溴化季鏻，所述混合物从烯化氧与二氧化碳借助碘化和/或溴化季鏻作为催化剂反应形成碳酸亚烷基酯的反应步骤中获得。(15)根据上面(13)或14的方法，其特征在于包括氯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：山岸昌彦，川边一毅，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：