制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法技术

本发明专利技术是关于一种制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法，该方法包括：（ａ）在１０℃至２００℃的温度下、在５×１０４Ｎ／ｍ２至５×１０６Ｎ／ｍ２的压力下且在无酯交换催化剂存在的情况下，使碳酸亚烃酯与烷醇反应以获得包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物；（ｂ）在１０℃至２００℃的温度下且在５×１０４Ｎ／ｍ２至５×１０６Ｎ／ｍ２的压力下，使包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物与酯交换催化剂接触以获得包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物；及（ｃ）自包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物回收烷二醇及碳酸二烷基酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种用于自碳酸亚烃酯及烷醇制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方 法。
技术介绍
这些酯交换法是已知的。根据这些已知酯交换法，烷醇与碳酸亚烃酯的反应必 须在存在酯交换催化剂的情况下实现。参看(例如)US-A5,359,118。此文献揭示一种通 过碳酸亚烃酯与C1-Qg醇的酯交换而制备二(C1-C4烷基)碳酸酯的方法。另外，将碳 酸亚烃酯与烷醇在存在酯交换催化剂的情况下反应。催化剂通常为均质的，但也建议使 用非均相催化剂。在自碳酸亚烃酯及烷醇中，需要使烷醇与碳 酸亚烃酯在无酯交换催化剂存在的情况下反应。惊讶地发现，在该方法的第一阶段中，实际上烷醇与碳酸亚烃酯可在无酯交换 催化剂存在的情况下进行反应，该反应以具有吸引力的转化率及选择性产生包含碳酸羟 烷基烷酯、未转化烷醇及未转化碳酸亚烃酯的混合物。此外，发现在第二阶段中，包 含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物在存在酯交换催化剂的情况下的进一步 转化产生包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物，可自该混合物回收烷二醇及碳酸二烷基
技术实现思路
因此，本专利技术是关于一种，该方法包括(a)在 10°C至 200°C 的温度下、在 5 X 104N/m2 至 5 X 106N/m2 (0.5 巴至 50 巴)的压力下且在无酯交换催化剂存在的情况下，使碳酸亚烃酯与烷醇反应以获得包含碳酸羟 烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物；(b)在 10°C至 200°C 的温度下且在 5 X 104N/m2 至 5 X 106N/m2 (0.5 巴至 50 巴)的压力下，使包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物与酯交换催化剂接触以获 得包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物；及(c)自包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物回收烷二醇及碳酸二烷基酯。自碳酸亚烃酯及烷醇制备烷二醇及碳酸二烷基酯涉及包括两个步骤的酯交换反 应机理。在第一步骤中，碳酸亚烃酯与1分子烷醇反应以产生名为碳酸羟烷基烷酯的中 间体。在第二步骤中，另外1分子烷醇与所述碳酸羟烷基烷酯反应以产生所需的碳酸二 烷基酯及烷二醇。现已发现，在无酯交换催化剂存在的情况下易于获得所述中间体碳酸羟烷基烷 酯。在本专利技术方法的步骤(a)中无酯交换催化剂存在，意谓在所述步骤(a)中，酯交换 催化剂的量以碳酸亚烃酯计为至多100重量百万分率(ppmw)。酯交换催化剂的所述最大 量优选为50ppmw，更优选为lOppmw，且甚至更优选为Ippmw。最优选地，在碳酸亚烃酯和/或烷醇中无可检测的酯交换催化剂存在。此外，在本专利技术方法的步骤(a)中优选 无酯交换催化剂存在，意谓在所述步骤(a)中并无酯交换催化剂被添加至碳酸亚烃酯和/ 或烷醇。除了所述中间体碳酸羟烷基烷酯以外，可在无酯交换催化剂存在的情况下形成 一定量的烷二醇及碳酸二烷基酯产物。因此，本专利技术方法的一个优势在于其部分地在无 催化剂存在的情况下进行。不使用酯交换催化剂的一个优势在于形成较少副产物或不形 成副产物。在以下实施例中实证此优势，其中进一步说明本专利技术方法的步骤(a)。当存在酯交换催化剂时，一般可形成的副产物的实例为烷二醇的寡聚物，例 如在碳酸亚烃酯为碳酸亚乙酯的情况下的二乙二醇(DEG)及三乙二醇(TEG)；或在碳 酸亚烃酯为碳酸亚丙酯的情况下的二丙二醇(DPG)及三丙二醇(TPG)。这些副产物的其 它实例为醚副产物，例如在碳酸亚烃酯为碳酸亚乙酯且烷醇为乙醇的情况下的2-乙氧 基乙醇(乙二醇单乙醚)；或在碳酸亚烃酯为碳酸亚丙酯且烷醇为乙醇的情况下的1-乙 氧基丙-2-醇及2-乙氧基丙-1-醇。可在相同反应器中进行本专利技术方法的步骤(a)及步骤(b)。在该情况下，仅于碳 酸亚烃酯已在某种程度上转化成碳酸羟烷基烷酯的时间处将步骤(b)所需的酯交换催化 剂添加至反应混合物。然而，优选在串联排列的两个不同的反应器中进行所述步骤(a)及(b)。在第一 反应器中，碳酸亚烃酯及烷醇在无酯交换催化剂存在的情况下反应以获得包含碳酸羟烷 基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物。适当地将包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃 酯的混合物经由管路自所述第一反应器送至所述第二反应器。此外，在所述第二反应器 中，提供酯交换催化剂。通过在所述第二反应器中使包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸 亚烃酯的混合物与酯交换催化剂接触，进行进一步转化以获得包含烷二醇及碳酸二烷基 酯的混合物。有利地，该方法(其中，在串联排列的两个不同的反应器中进行所述步骤(a)及 (b))可连续进行。此外，在加入至含有酯交换催化剂的第二反应器之前于第一反应器中开始酯交 换反应(所述反应器为串联排列)的一个优势在于，在所述第二反应器中的给定催化剂负 荷及停留时间下，可在第二反应器中获得更高转化率。此外，在所述第二反应器已于平 衡转化率下运作的情况下，在第一反应器中开始酯交换反应的一个优势在于，可减少所 述第二反应器的尺寸和/或其中的催化剂负荷。其它优势是关于第二反应器中的温度控 制，如以下所解释。在优选能够在整个反应器中(例如，在活塞流反应器中)维持恒温的情况下，应 防止温度高于或低于整个反应器的设定温度或平均温度的区域的形成。在碳酸亚烃酯与 烷醇的两步骤酯交换反应_首先产生中间体碳酸羟烷基烷酯且接着产生碳酸二烷基酯及 亚烷基二醇的情况下，所述连续酯交换反应可能具有不同热力学行为(放热性、热力学 中性或吸热性)。在于相同反应器中(例如，在活塞流反应器中)进行所述连续酯交换 反应的方法中，两个反应之间的热力学行为差异可能导致温度高于或低于整个反应器的 设定温度或平均温度的区域的形成。然而，在第一酯交换反应部分地或全部在独立的第 一反应器中进行，而第二酯交换反应部分地或全部在独立的第二反应器中进行的情况下(就如本专利技术方法中可能采用的)，可以用使得温度高于或低于整个反应器的设定温度或 平均温度的区域部分地或全部消去的方式进行第二反应器中的温度控制。所述第一反应器可为具备混合构件的容器，其中在无酯交换催化剂存在的情况 下混合碳酸亚烃酯及烷醇，接着将该混合物送至含有酯交换催化剂的第二反应器中。在 所述第一反应器中的停留时间约为1分钟至500小时。在所述第二反应器中的停留时间 也约为1分钟至500小时。所述第二反应器可为反应性蒸馏塔，如US-A 5,359,118中所描述。此将需要以 逆流方式进行反应。蒸馏塔可含有泡罩、筛板或拉西环(Raschig ring)。本领域技术人 员应了解可能使用若干类型的酯交换催化剂填料及若干塔板构型。适合的塔已描述于 例如 Ullmann' sEncyclopedia of Industrial Chemistry,第 5 版，第 B4 卷，第 321 页及其后 数页，1992中。优选地，将源自本专利技术方法步骤(a)的包含碳酸羟烷基烷酯、未转化烷 醇及未转化碳酸亚烃酯的混合物加入至反应性蒸馏塔的中部。可将额外烷醇和/或碳酸亚烃酯加入至反应性蒸馏塔中。一般而言，碳酸亚 烃酯将具有高于烷醇的沸点。在碳酸亚乙酯及碳酸亚丙酯的情况下，常压沸点为高于 240°C。因此，一般而言，将额外碳酸亚烃酯加入至该塔上部，而将额外烷醇加入至该塔 下部。碳酸亚烃酯将向下流动，而烷醇将向上流动。未转化碳酸亚烃酯、碳酸羟烷基烷 酯及可能的额外碳酸亚烃酯与烷醇反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法，该方法包括：　　（ａ）在１０℃至２００℃的温度下、在５×１０↑［４］Ｎ／ｍ↑［２］至５×１０↑［６］Ｎ／ｍ↑［２］的压力下且在无酯交换催化剂存在的情况下，使碳酸亚烃酯与烷醇反应以获得包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物；　　（ｂ）在１０℃至２００℃的温度下且在５×１０↑［４］Ｎ／ｍ↑［２］至５×１０↑［６］Ｎ／ｍ↑［２］的压力下，使包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物与酯交换催化剂接触以获得包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物；及　　（ｃ）自包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物回收烷二醇及碳酸二烷基酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-5-6 08155698.71.一种制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法，该方法包括(a)在10°C至200°C的温度下、在5XIO4NAn2至5X 106N/m2的压力下且在无酯交换 催化剂存在的情况下，使碳酸亚烃酯与烷醇反应以获得包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳 酸亚烃酯的混合物；(b)在10°C至200°C的温度下且在5XIO4NAn2至5X 106N/m2的压力下，使包含碳酸 羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物与酯交换催化剂接触以获得包含烷二醇及碳酸 二烷基酯的混合物；及(c)自包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物回收烷二醇及碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：CP阿莱斯，M博伦斯，E梵登海德，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL