[發明專利]多元醇的生產方法及其用途

有效

• 申請號: 201380022546.0
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN104271722A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: H·P·貝內克;D·B·格巴爾克
• 申請（專利權）人: 馬來西亞國家石油公司
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C07C51/34;C07C29/15
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及脂肪酸烷基酯和導致純化的酯多元醇的臭氧酯(ozone?esters)的提純方法。

背景技術

酯多元醇在聚氨酯類涂料和泡沫體、和聚醇應用的生產中非常有用。本發明提供使用可再生能源如源于植物和動物的油和脂肪、脂肪酸和脂肪酸酯的方法以生產聚氨酯泡沫體和潤滑劑。源于植物油(vegetable?oil)和動物脂肪的一些化學品為油化學品(oleochemicals)，其可具有類似于源于石油的化學品的石油化學品(petrochemicals)的結構。由于原油價格增加，預期對油化學品的需求增加。

植物油和動物脂肪主要由能容易水解至它們的成分脂肪酸和甘油的甘油三酯組成。從各來源得到的脂肪酸典型地為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的混合物，且從植物油得到的脂肪酸通常不飽和脂肪酸更豐富。飽和脂肪酸典型地具有較高熔點和在各種溶劑中較低溶解度，且除不飽和脂肪酸以外的其它成分和部分移除的飽和脂肪酸實踐于某種應用。根據US?2,813,113及相關專利的記載，脂肪酸可進行涉及與臭氧的最初反應的氧化臭氧分解(oxidative?ozonolysis)以形成中間體臭氧化物，接著進行這種中間體與氧氣和催化劑的氧化。該方法生成通常被稱為臭氧酸的一元酸和二元酸的混合物。所述氧化臭氧分解方法裂解(cleave)不飽和脂肪酸內的所有雙鍵，并引入羧酸官能團至存在于不飽和脂肪酸的所有原始雙鍵碳原子。基于US?2,813,113，所述臭氧分解階段必須在相對低溫下進行且中間體臭氧化物的粘度必須有利地保持低于在低溫下的最小值。用于所述氧化臭氧分解方法中的溶劑典型地用于幫助減少反應混合物的粘度。因為不飽和脂肪酸的粘度可小于相應的飽和脂肪酸的粘度，飽和脂肪酸的部分移除可導致反應物粘度的進一步減少。此外，飽和脂肪酸(其不進行在氧化臭氧分解之前的與臭氧或氧氣的反應)的部分移除，能夠增加在兩階段氧化臭氧分解方法期間，不飽和脂肪酸與氣態臭氧和氧氣的混合和反應的效率。未反應的飽和脂肪酸的移除先于氧化臭氧分解也能夠減少生產一定量的裂解產物所需的反應器的大小。因此，存在在進行氧化臭氧分解之前，從不飽和脂肪酸原料中部分移除飽和脂肪酸的基本原理(rationale)。

純化脂肪酸的常見工業方法涉及在相對低溫下在有或沒有溶劑的輔助下，飽和脂肪酸從不飽和脂肪酸中分級結晶(fractional?crystallization)。該途徑是基于飽和脂肪酸典型地具有較高熔點和在除不飽和脂肪酸以外的成分中較低溶解度的事實。當不使用溶劑時，首先加熱脂肪酸的混合物以使樣品為完全液體，且然后慢慢冷卻這些樣品至約35°F的溫度，該溫度導致在所述不飽和脂肪酸主要保留在液體的狀態的同時，飽和脂肪酸的部分結晶。然后典型地通過涉及施加從固體物料(solid?mass)中擠壓出液體的壓力的過濾來移除凝固的飽和脂肪酸。該途徑的缺點是必須慢慢地達到較低溫度以得到有效的選擇分級，且該方法導致飽和脂肪酸從不飽和脂肪酸的僅部分分級。分級結晶也通過最初地溶解脂肪酸混合物在溶劑中如甲醇或丙酮，并降低溫度至-15℃(當使用甲醇時)或-50℃(當使用丙酮時)而進行。該途徑的缺點是這些易燃溶劑必須重獲(recovered)或回收(recycled)以提高該方法的經濟性。牛脂，脂肪酸的常見來源，包含約47％的一元不飽和脂肪酸油酸。當溶劑類結晶技術應用至牛脂時，從溶劑中重獲的產物包含70％-80％的油酸。

脂肪酸通過結晶分級的常規方法示于圖1中。圖1也示出分級的脂肪酸的氧化臭氧分解以形成臭氧酸混合物，該臭氧酸混合物之后轉化至產物酯多元醇。從飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的混合物中移除飽和脂肪酸的另一原因為包含飽和脂肪酸量降低的酯多元醇的提高的性能。

發明內容

本發明中，多元醇或由其而來的(derived)潤滑劑基料(base?stock)包含由臭氧酯和過量的伯多元醇(primary?polyol)的反應產物形成的酯多元醇。中間體脂肪酸烷基酯或臭氧酯具有減少的飽和脂肪酸含量，這是由于通過分級蒸餾(fractional?distillation)的方法部分移除飽和脂肪酸或飽和物的預處理步驟，其改進所述臭氧酯的粘度，也改進所得酯多元醇和由其而來的潤滑劑基料的性能。