多元醇酯的后处理方法技术

本发明专利技术涉及多元醇与具有3-20个碳原子的直链或支化脂肪族单羧酸在金属化合物作为催化剂的存在下反应制得的多元醇酯后处理方法，其中所制得的多元醇酯为淡化其颜色，与氧化或者还原化合物接触，立刻接着进行蒸汽处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种使用氧化或者还原化合物的多元醇酯后处理方法，所述多元醇酯由具有3-20个碳原子的直链或支化脂肪族单羧酸与多元醇在金属化合物作为催化剂的存在下反应制备。多羟基醇的酯，又被称为多元醇酯，在工业中有广泛的不同用途，例如增塑剂或者润滑剂。选择合适的起始材料使得物理性质例如沸点或粘度是可控的，而化学性质如耐水解性或对氧化降解的稳定性可以加以考虑。多元醇酯还可以是为解决特定性能问题的专门定制。这些多元醇酯用途的详细描述可以参见以下文献例如Ullmann’ s Encyclopediaof Industrial Chemistry,第 5 版，1985, VCH 出版公司，第 Al 卷,第 305-319 页;1990,第A15 卷第 438-440 页，或者在 Kirk Othmer Eneyclopedia of Chemical Technology,第 3版，John Wiley & Sons, 1978 第 I 卷第 778-787 页;1981 第 14 卷第 496-498 页。 多元醇酯用作润滑剂的用途具有极大的工业意义，特别是在那些仅使用矿物油基润滑剂无法完全满足设定需求的领域。多元醇酯尤其可用作为涡轮发动机和仪器用油。用于润滑剂领域的多元醇酯通常是基于作为醇组分的1，3-丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、1，2_己二醇、1，6_己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、2，2，4-三甲基戊烷-1,3-二醇，丙三醇或3 (4)，8 (9)-二羟基甲基三环[5. 2.1. O2，6]-癸烷(也称为T⑶醇DM)的。多元醇酯类还可相当程度的用作增塑剂。增塑剂在塑料、涂料、密封材料和橡胶物品方面有各种用途。它们在物理上与高分子量热塑性物质相互作用而不起化学反应，优选利用其溶解性和膨胀能力。这将形成均质系统，其热塑性范围移向比原有聚合物更低的温度，结果之一是优化的机械性能，例如形变能力、弹性和强度均提高，而硬度降低。为了拓宽增塑剂的可能的最广泛使用领域，必须使它们符合一系列标准。理想的情况是为无臭无色、耐光、耐冷、耐热。此外，希望对水不敏感，较不燃烧，不太挥发，不妨碍健康。另外，增塑剂的生产应当是简单的，和为满足环保要求，应当避免废弃物，诸如不能进一步利用的副产物，和包括污染物的废水。一类特定类型的多元醇酯(简称G酯)含有二醇或醚二醇作为醇成分，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1，2-乙二醇或高级丙二醇。它们可以以不同的方式制备。除了醇与酸反应外，任选在酸性催化剂存在下，采用进一步的方法以获得G酯，其中包含二醇与酸卤化物反应、羧酸酯与二醇的酯交换、以及环氧乙烷与羧酸的加成(乙氧化作用)。在工业生产上，只有二醇与羧酸直接反应和羧酸的乙氧化作用已经作为生产方法，通常优选二醇与酸的酯化。这是由于在该方法可以在常用的化学装置中以不特别复杂的方式进行，并可获得化学上均质的产物。与此相比，乙氧化作用需要密集和昂贵的技术设备。环氧乙烷是极具反应性的化学物质。它会有爆炸性的聚合，在很大的混合范围内与空气形成爆炸性混合物。环氧乙烷会刺激眼睛和呼吸道，导致化学灼伤，并损害肝和肾，有致癌性。因此在处理上要采取严格的安全措施。此外，必须确保存储装置和反应装置的严格清洁，以避免环氧乙烷与异物的副反应形成的不良杂质。最后，环氧乙烷的反应不太有选择性，因此会导致不同链长的化合物的混合物。醇和羧酸的直接酯化是有机化学的基本操作之一。为了提高反应速率，转化通常是在催化剂存在下进行，反应物之一以过量使用，和/或除去反应过程中形成的水，确保按照物质作用定律平衡是向反应产物(即酯)方向移动，实现高生产率。有关多元醇酯类以及包含乙二醇和脂肪酸的酯类的制备，和此类化合物的选定的不例性的性能，可参见 Goldsmith, Polyhydric Alcohol Esters of Fatty Acids, Chem.Rev. 33，第257页起(1943年)。例如二乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇的酯类，是在温度130-2301下经反应时间为2.5-8小时制备。使用二氧化碳除去反应生成的水。多元醇酯化中提到的合适的催化剂是无机酸、酸盐、有机磺酸、乙酰氯、金属或两性金属氧化物。借助于夹带剂除去反应水，例如甲苯和二甲苯，或通过引入惰性气体，例如二氧化碳和氮气。聚乙二醇的脂肪酸酯的生产和性能详见Johnson (编辑)，Fatty Acids inIndustry (1989年)第9章《脂肪酸的聚氧乙烯酯类》以及一系列制备提示。提高羧酸与乙二醇的摩尔比可实现较高的二酯浓度。除去反应水的适当措施是在与水不混溶的溶剂存在下共沸蒸馏，在通过惰性气体的同时加热，或在干燥剂存在下进行减压。若不加催化剂，需 要延长反应时间和提高反应温度。使用催化剂可缓和两个反应条件。除了硫酸外，有机酸(例如对苯甲磺酸)和聚苯乙烯型阳离子交换剂都是优选的催化剂。也可以使用金属粉末例如锡和铁。按照US2628249所述采用硫酸或磺酸催化剂时的着色问题可以在活性炭存在下处理而消除。用于生产多元醇酯类的其他金属催化剂，例如按照US5324853A1，还有钛、锆、锡的螯合物、醇盐或羧酸盐。这些金属催化剂可视为高温催化剂，因只有在高酯化温度，一般在180°C以上才能使其完全活化。通常不是在酯化反应开始时添加，而是在反应混合物已被加热并且已部分反应并去除水后添加。尽管比熟知的硫酸催化需要较高的反应温度和较长的反应时间，以此类金属化合物作为催化剂时，可得到较低色值的粗制酯类。通常酯化催化剂为例如四(异丙基)正钛酸酯(orthotitanate)、四(丁基)正钛酸酯、四(丁基)锆酸酯或2-乙基己酸锡(II)。基于存在量不足的成分，多元醇和羧酸的催化酯化反应在较短时间内有较高的转化率，但对其余转化成所需多元醇酯类必须接受相对较长的反应时间。虽然所得到的多元醇酯具有可接受的部分酯化产物残余含量(以羟基值(以mg K0H/g为单位)(DIN 53240)或以通过气相色谱法测得的部分酯化物含量表示)，长的反应时间在经济上是不利的，因为其限制了工业生产场所的效率。为了加快残余转化率，US5324853A1提出把反应混合物激烈混合。酯化反应结束后，必须确保充分除去金属催化剂，因为纯化多元醇酯类含有痕量金属时可能损害其用作增塑剂或润滑剂，例如通过影响其导电系数或对大气氧气的稳定性。按照US5324853A1的程序，将粗制酯化混合物与碳酸钠水溶液混合，任选与活性炭混合。此程序把金属化合物水解成不溶性固体，其可在粗制酯化合物进一步处理前滤除。按照US4304925A1，粗制酯化产物在添加碱之前，先和水混合，在热条件下处理。这将把水解的金属化合物转化成方便过滤的沉淀物。在金属催化下制造多元醇酯的现有技术中需要特别的反应器设计以便在经济可接受的时间内完成酯化反应，或者在热条件下另外使用水处理，以在酯化反应结束后，伴随可轻易的滤除的水解产物的形成，基本完全除去金属性催化剂。即使在使用金属性催化剂情况下，一般可得到色值令人满意的多元醇酯类，但工业生产中往往得到的产品不符合色值和酸值的规格数值。虽然根据在本申请优先权日尚待公告的德国专利申请102009048775.1的方法，使得可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.17 DE 102010027458.51.一种多元醇酯后处理方法，所述多元醇酯这样制得，即由多元醇与具有3-20个碳原子的直链或支化脂肪族单羧酸在选自钛化合物、锆化合物、锡化合物、锌化合物、铁化合物和铝化合物的组的金属化合物作为催化剂的存在下反应，同时除去形成的水，随即用蒸汽处理，其特征在于所得到的多元醇酯这样地后处理，即先以氧化或还原化合物处理，接着立即再以蒸汽处理。2.如权利要求1所述的方法，其中所用氧化化合物是过氧化合物。3.如权利要求2所述的方法，其中所用过氧化合物是过氧化氢、过乙酸、过丙酸、氢过氧化枯烯、叔丁基过氧化氢、碱金属或碱土金属过硼酸盐、碱金属或碱土金属过碳酸盐、碱金属或碱土金属过二硫酸盐或碱金属或碱土金属过磷酸盐。4.如权利要求3所述的方法，其中过氧化氢以水溶液的形式使用。5.如权利要求1所述的方法，其中所用氧化化合物是臭氧或含臭氧的气体。6.如权利要求5所述的方法，其中使用臭氧和氧气的混合物。7.如权利要求1所述的方法，其中所用还原化合物是金属氢化物，特别是复合碱金属硼氢化物或碱土金属硼氢化物。8.如权利要求7所述的方法，其中是在使用金属氢化物时加入水，接着立即在碱性化合物存在下使用蒸汽处理。9.如权利要求1、7和8中一项或多项所述的方法，其中蒸汽处理后进行干燥和过滤。10.如权利要求1-9中一项或多项所述的方法，其中所用多元醇为通式(I)的化合物R(OH)n (I)其中R是具有2-20个碳原子的脂族或环脂族烃类，优选2-10个碳原子，η为...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·D·弗雷，H·J·舒尔策，H·斯特鲁茨，
申请(专利权)人：奥克塞有限公司，
类型：
国别省市：