分离出气体成分的方法技术

本发明专利技术的主题是用于分离出在环氧烷和二氧化碳的共聚中溶解在液体反应混合物中的气体成分的方法，其特征在于(η)在减压前，所述液体反应混合物具有5.0至100.0巴（绝对）的压力，其中以下工艺阶段以所示顺序进行：(i)将反应混合物减压当前压力的至少50%，(ii)随后通过第一次消泡分离液滴和(iii)随后通过第二次消泡分离气泡，以使液相澄清，其中工艺阶段(i)至(iii)进行一次或多次，直至所得反应混合物具有0.01至<5.00巴（绝对）的压力，以及包含工艺阶段(i)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离出气体成分的方法
[0001]本专利技术涉及用于分离出在环氧烷和二氧化碳的共聚中溶解在液体反应混合物中的气体成分的方法。
[0002]通过环氧烷（环氧化物）和二氧化碳在H
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官能起始剂物质（“起始剂”）存在下的催化反应制备聚醚碳酸酯多元醇作为大量研究的课题已超过40年（例如Inoue等人, Copolymerization of Carbon Dioxide and Epoxide with Organometallic Compounds；Die Makromolekulare Chemie 130, 210
‑
220, 1969）。这种反应示意性显示在图式(I)中，其中R是有机基团，如烷基、烷基芳基或芳基，它们各自还可含有杂原子，例如O、S、Si等，且其中e、f和g各自是整数，且其中在此在图式(I)中就聚醚碳酸酯多元醇所示的产物只应被理解为是具有所示结构的嵌段原则上可存在于所得聚醚碳酸酯多元醇中，但嵌段的顺序、数量和长度以及起始剂的OH官能度可变并且不限于图式(I)中所示的聚醚碳酸酯多元醇。这种反应（见图式(I)）从环境角度看非常有利，因为这种反应是将温室气体如CO2转化成聚合物。形成的另一产物（实际上是副产物）是图式(I)中所示的环状碳酸酯（例如在R = CH3时，碳酸亚丙酯）。
[0003]制备聚醚碳酸酯多元醇的方法通常在化学计算过量的CO
2 和由此产生的反应压力下进行。这导致在技术上必须在反应结束后分离出这种过量CO2（任选与尚未反应的环氧烷一起）。
[0004]US 4,500,704公开了使用基于锌
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铁的双金属氰化物络合催化剂由二氧化碳和环氧烷制备线性共聚物/聚碳酸酯的方法，其中通过反应容器中的缓慢减压而分批进行优选由CO2计量加入引起的100
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1500 psi（对应于6.9
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103.4巴）的反应压力的降低。
[0005]EP
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A 0 222 453公开了使用由DMC催化剂和助催化剂（如硫酸锌）组成的催化剂体系在2
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40巴的压力下由环氧烷和二氧化碳制备聚碳酸酯的方法。实施例1
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7在此公开了反应器内容物的冷却和随后排出，其中应注意分离出二氧化碳而没有“起泡问题”。作为替代方案，公开了在反应器中汽提以同时除去未反应的环氧化物。
[0006]WO
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A 2008/024363公开了在最多1500 psig（对应于103.4巴）的压力和10℃
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150℃的温度下在含有一定比例的四氰合金属化物的双金属氰化物络合物存在下制备基于环氧丙烷和CO2的非严格交替共聚物（摩尔质量500
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500000 g/mol）的方法。在此，在排出反应产物前，通过冷却反应器和减压而分批降低反应压力。
[0007]WO
‑
A 2008/092767尤其公开了在60
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150℃的温度范围内在最多30巴的压力下使用DMC催化剂制备聚碳酸酯多元醇中的连续工艺模式，其中通过施加真空进行CO2和残余环
氧烷的脱除，随后进一步后处理以除去挥发性次要组分和任选催化剂。实施例显示将反应器内容物减压，随后在真空下从产物中汽提出其它挥发性成分。
[0008]现有技术（DE10147711、US 6762278、DE10147712、WO
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A 2006103213、WO
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A 2006103214）公开了使用双金属氰化物催化剂由环氧乙烷化合物和例如CO2在最多20巴的压力下制备多元醇的方法，其中在排出反应产物前，通过冷却反应器和减压而分批降低反应压力，并任选使用溶剂以吸取制成的聚合物。
[0009]包含将反应器减压的所述单级分批方法是不利的，因为在有时耗时的减压过程中，反应器无法用于下一批次，因此仅适用于实验室规模。
[0010]WO
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A 2011/028056公开了在0
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98巴的压力和20
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120℃的温度下在有机金属络合物催化剂存在下由一种或多种环氧烷和CO2制备高度聚合的脂族聚碳酸酯（即由线性碳酸酯单元的严格序列组成并基本不含聚醚序列的聚合物链）的连续方法，其尤其包括从尚未完全反应完的单体中连续分离出聚合物（包括分离出单体混合物并再循环到反应中）并分离出反应溶剂。在此，在反应后将反应混合物最先供应至催化剂分离，其中任选加入显著量的附加环氧烷（见实施例1和2）或溶剂。随后将该混合物供应到多个相分离器，在此蒸发主要比例的未反应环氧烷、任选溶剂和CO2（>93%）并保留该聚合物。在此，在分离器中在0
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10 kg/(cm
²
g)（对应于0
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9.8巴）的压力和40
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200℃的温度下进行第一次相分离，其分离出大约30
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80%的环氧烷和CO2；下游第二阶段的相分离在0
‑
5 kg/(cm
²
g)（对应于0
‑
4.9巴）和40
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200℃下运行并分离出未反应环氧烷和CO2的剩余成分的至少>90%。
[0011]因此，这一文献相应地描述了涉及反应混合物的减压的方法，向该反应混合物中加入显著量的环氧烷和任选溶剂以分离出催化剂（实施例1: 基于聚合物计650% PO，实施例2: 基于聚合物计550% PO）。但是，本领域技术人员没有获得上述两个分离阶段的具体实施和配置的指示。
[0012]本专利技术的目的因此是提供用于分离出CO2和任选存在的其它残留环氧烷的高效和便宜的方法。一个目的尤其在于提供使用尽可能最简单和最鲁棒的装置进行减压和随后除去在减压过程中形成的气相，特别是CO2的连续方法，从而使减压装置和排气系统的装置和能源成本最小化。
[0013]已经令人惊讶地发现，通过用于分离出在环氧烷和二氧化碳的共聚中溶解在液体反应混合物中的气体成分的方法实现该目的，所述方法的特征在于(η) 在减压前，所述液体反应混合物具有5.0至100.0巴（绝对）的压力，其中以下工艺阶段以所示顺序进行：(i) 将反应混合物减压当前压力的至少50%，(ii) 随后通过第一次消泡分离液滴和(iii) 随后通过第二次消泡分离气泡，以使液相澄清，其中工艺阶段(i)至(iii)进行一次或多次，直至所得反应混合物具有0.01至< 5.00巴（绝对）的压力。
[0014]这种方法特别适用于聚醚碳酸酯多元醇的制备。本专利技术的主题因此是提供通过在双金属氰化物（DMC）催化剂或基于金属锌和/或钴的金属络合物催化剂存在下将环氧烷和二氧化碳加成到H
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官能起始剂物质上而制备聚醚碳酸酯多元醇的方法，其中(γ) 在反应器中在双金属氰化物催化剂存在下或在基于金属锌和/或钴的金属
络合物催化剂存在下将环氧烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于分离出在环氧烷和二氧化碳的共聚中溶解在液体反应混合物中的气体成分的方法，其特征在于(η) 在减压前，所述液体反应混合物具有5.0至100.0巴（绝对）的压力，其中以下工艺阶段以所示顺序进行：(i) 将反应混合物减压当前压力的至少50%，(ii) 随后通过第一次消泡分离液滴和(iii) 随后通过第二次消泡分离气泡，以使液相澄清，其中工艺阶段(i)至(iii)进行一次或多次，直至所得反应混合物具有0.01至< 5.00巴（绝对）的压力。2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于获自(η)的反应混合物具有0.01
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2.50巴（绝对）的压力。3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于在工艺阶段(i)中减压前，所述反应混合物具有60
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150℃的温度。4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于在工艺阶段(ii)中借助离心力进行液滴分离。5.如权利要求1至4任一项中所述的方法，其特征在于在工艺阶段(ii)中使用旋风分离器。6.如权利要求5中所述的方法，其特征在于所述反应混合物仅通过重力在工艺阶段(ii)中离开旋风分离器。7.如权利要求1至6任一项中所述的方法，其特征在于在工艺阶段(iii)中使用聚结器。8.如权利要求7中所述的方法，其特征在于所述聚结器含有至少一个织物元件。9.如权利要求8中所述的方法，其特征在于所述织物元件是金属针织物。10.如权利要求8或9中所述的方法，其特征在于所述织物元件具有600
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1200 kg/m
³
，优选800
‑
1200 kg/m3，特别优选800
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1050 kg/m3的密度。11.通过在双金属氰化物（DMC）催化剂或基于金属锌和/或钴的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：科思创知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：