[發明專利]一種制備碳酸乙烯酯的方法

有效

• 申請號: 200910080322.0
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101838257A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 石大川;魯荊林;馬明君;張成業
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C07D317/38
• 分類號: C07D317/38;B01J31/02;B01J27/232
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域：

本發明涉及一種制備碳酸乙烯酯的方法，特別是涉及一種將乙烯氧化得到的氣體混合物中的環氧乙烷和二氧化碳吸收到碳酸乙烯酯溶液中，反應生成碳酸乙烯酯。

背景技術：

碳酸乙烯酯是一種性能優良的溶劑和表面活性劑的原料，尤其對許多聚合物和樹脂的溶解效果更佳，碳酸乙烯酯也可作為有機合成中間體，用作合成呋喃唑酮的原料，用作水玻璃系漿料，纖維整理劑及其它纖維的加工劑，可用作紡織上的抽絲液，也可直接作為脫除酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑，還可用作塑料發泡劑及合成潤滑油的穩定劑。除此之外，碳酸乙烯酯也可以做高附加值的高能電池電解液。

US20080033185公開了一種制備碳酸乙烯酯的過程，用金屬鹽固載催化劑在反應溫度為40～200℃、反應壓力0.1～5.0MPa條件下，環氧乙烷與二氧化碳反應，金屬鹽陽離子為第三周期第2族，第四周期第2、4、12族，第五周期第2、4、7、12、14族，第六周期第2、4、6族；陰離子為有機酸或無機酸，固體載體為季銨、季磷、季砷、季銻及季硫。

US20080071096公開了一種制備碳酸乙烯酯過程，有機堿與鹵化氫中和物固載形成催化劑催化環氧烷烴與二氧化碳反應，有機堿是由至少含有一個游離電子對的氮或多個游離電子對的磷組成，有機堿PH值超過8。

CN1343668由含氮雜環化合物鹵化烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑與非金屬鹵化物構成的室溫下呈液體狀態的離子液體為催化劑，堿金屬鹵化物或四丁基溴化銨為助催化劑，反應壓力為1.5～5.0MPa，反應溫度100～140℃，反應時間4～8小時，催化劑用量為環氧化合物量的0.2～2.5mol％條件下，實現二氧化碳與環氧化合物通過催化環加成制相應的環狀碳酸酯。

CN1631886采用鋅鹽和咪唑鹵代鹽、吡啶鹵代類離子液體、季銨鹽中的一種作為二元催化劑，反應壓力為0.5～5.0MPa，反應溫度50～200℃，經過催化二氧化碳和環氧化合物環加成實現制備環狀碳酸酯。在反應的過程中不加入任何有機溶劑，經過簡單的減壓蒸餾即能實現催化劑與產物的分離，能夠重復使用而保持催化劑活性不變，選擇性98％以上，轉化頻率達5000h^-1以上。

CN101037431采用金屬鹽、離子液體以及季銨鹽組成催化劑，反應壓力為0.5～10MPa，反應溫度30～200℃，經過催化二氧化碳和環氧化合物環加成實現制備環狀碳酸酯。在反應的過程中不加入任何有機溶劑，經過簡單的純化可以使環碳酸酯的純度在98％以上，并且該催化劑能夠重復使用而保持催化劑活性不變。

CN1817877采用過渡金屬鹽和二齒離子液體組成的二元催化劑，反應溫度40～210℃，二氧化碳反應壓力為0.1至5.0MPa的條件下，通過環加成反應合成環狀碳酸酯的清潔工藝新技術。

CN1817878采用過渡金屬鹽和鹵化季膦鹽類離子液體組成的二元催化劑，反應溫度40～210℃，二氧化碳反應壓力為0.1至5.0MPa的條件下，通過環加成反應合成環狀碳酸酯的清潔工藝新技術。

US4233221用碳酸乙烯酯將乙烯氧化得到的環氧乙烷吸收，再經過解吸后與二氧化碳經過離子交換樹脂催化劑催化反應制備碳酸乙烯酯。

在現有技術中，采用環氧乙烷與二氧化碳反應制備碳酸乙烯酯，需要成品環氧乙烷，耗費過多的成本，或直接從乙烯氧化得到產物中吸收環氧乙烷后再解吸，與二氧化碳在離子交換樹脂催化劑催化下制備碳酸乙烯酯，解吸過程中需要大量的熱能。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題而提供一種制備碳酸乙烯酯的方法，是一種降低能耗的制備方法。

本發明提供一種制備碳酸乙烯酯的方法，包括：

步驟(1)：將乙烯氧化得到的氣體混合物中的環氧乙烷和二氧化碳吸收到碳酸乙烯酯溶液中；

步驟(2)：在催化劑的存在下，碳酸乙烯酯溶液中的環氧乙烷與二氧化碳進行反應制備碳酸乙烯酯，未反應的二氧化碳循環至反應系統中；

步驟(3)：反應得到的碳酸乙烯酯混合物經過分離得到碳酸乙烯酯產品。

步驟(1)乙烯氧化得到氣體混合物直接進入碳酸乙烯酯溶液中，氣體混合物中環氧乙烷濃度為1.0～3.5mol％，二氧化碳濃度為4～15mol％。碳酸乙烯酯溶液在溫度45～80℃條件下吸收環氧乙烷和二氧化碳。碳酸乙烯酯加入量為300～400g/h，氣體混合物加入量為150L/h。